穩(wěn)壓電源電路圖大全-電路圖原理分析及典型電路圖詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2018-09-28
10A可調(diào)穩(wěn)壓電源電路圖與普通串聯(lián)型穩(wěn)壓電源基本相同，所不同的是使用了具有溫度補(bǔ)償特性的，高精度的標(biāo)準(zhǔn)電壓源集成電路TL431，所以電路簡(jiǎn)單，易于制作，且穩(wěn)壓性能很高。圖中電阻R4，穩(wěn)壓集成電路TL431和可調(diào)電位器R*組成一個(gè)連續(xù)可調(diào)的恒壓源，為BG2基極提供基準(zhǔn)電壓，穩(wěn)壓集成電路TL431的穩(wěn)壓值連續(xù)可調(diào)，這個(gè)穩(wěn)壓值決定了穩(wěn)壓電源的最大輸出電壓，如果想把可調(diào)電壓范圍擴(kuò)大，可以改變R4和可調(diào)電位器的電阻值。
變壓器功率選擇在200W左右，次級(jí)電壓15V。整流橋四支二極管選用2CZ58C（10A/100V）。穩(wěn)壓調(diào)整管BG1應(yīng)選用金屬封裝的大功率三極管，由于它的發(fā)熱量很大，應(yīng)盡量加大散熱片面積。
本電路通過(guò)簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源，并且具電壓指示，輸出直流電壓范圍為0～30V。
電路工作原理：本電路通過(guò)變壓器T把220V的交流電壓加在一次側(cè)W1后，在二次側(cè)W2和W3分別得到35V和6V的交流電壓，二次側(cè)W2端通過(guò)二極管VD1～VD4整流、電容器C1、C2濾波后輸入到IC三端集成穩(wěn)壓電路的輸入端，通過(guò)由IC穩(wěn)壓集成電路、電阻器R1和電容器 C4輸出35V的直流電壓。二次側(cè)的W3線圈輸出的6V的交流電壓通過(guò)二極管VD5、電容器C3、電阻器R2和穩(wěn)壓二極管VS輸出一個(gè)－1.25V的負(fù)電壓作為輔助電源。變阻器RP加在IC集成電路的控制端，通過(guò)調(diào)節(jié)變阻器RP能夠使輸出端輸出0~30V的直流電源。IC選用LM317三端穩(wěn)壓集成電路；R1、R選用1/2W型金屬膜電阻器；C1、C3選用耐壓分別為50V和10V的鋁電解電容器，C2、C4選用CD11—16V電解電容器；VD1~VD5選用IN4007硅型整流二極管；VS選用IN4106或2CW60硅穩(wěn)壓二極管；RP可用WSW型有機(jī)實(shí)心微調(diào)可變電阻器；T選用10W、二次側(cè)電壓為35V和6V的電源變壓器。
7800系列三端穩(wěn)壓集成電路廣泛用于各種電子電器電路中用作電源穩(wěn)壓，它的輸出電壓是固定的，但如果對(duì)外圍電路稍作改動(dòng)就可以是一個(gè)不錯(cuò)的連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電源，用作實(shí)驗(yàn)檢修之用完全可行。
制作之前需了解：7800系列三端穩(wěn)壓器按輸出電流區(qū)分有三種系列，分別是78L00系列最大輸出電流0.1A；78M00系列最大輸出電流0.5A；7800系列最大輸出電流1.5A。三端穩(wěn)壓器輸入輸出壓差要大于2V。7805－7818的最高輸入電壓不能超過(guò)35V，7820－7824最高輸入電壓不能超過(guò)40V。
如下圖所示，可變電阻RW跟負(fù)載電阻RL組成一個(gè)分壓電路，輸出電壓為：
7805制作的5V－12V連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電源
這里選用7805制作了一個(gè)5V～12V連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源實(shí)例。圖中R1、R2的取值決定了輸出電壓的可調(diào)范圍，按照?qǐng)D示取值可在5～12V穩(wěn)壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)輸出電壓連續(xù)可調(diào)。最高輸出電壓受三端穩(wěn)壓器最大輸入電壓及最小輸入輸出壓差的限制，7805最高輸入電壓為35V，輸入輸出壓差要保持在2V以上，因此該電路中由于穩(wěn)壓器的直流輸入電壓約為15V，所以該電路的輸出電壓最大值設(shè)定為12V。
Uo=Ui&TImes;RL/（RW+RL），因此通過(guò)調(diào)節(jié)RW的大小，即可改變輸出電壓的大小。請(qǐng)注意，在這個(gè)式子里，如果我們只看可調(diào)電阻RW的值變化，Uo的輸出并不是線性的，但如果把RW和RL一起看，則是線性的。還要注意，我們這個(gè)圖并沒(méi)有將RW的引出端畫(huà)成連到左邊，而畫(huà)在右邊。雖然這從公式上看并沒(méi)有什么區(qū)別，但畫(huà)在右邊，卻正好反映了“采樣”和“反饋”的概念----實(shí)際中的電源，絕大部分都是工作在采樣和反饋的模式下的，使用前饋方法很少，或就是用了，也只是輔助方法而已。
讓我們繼續(xù)：如果我們用一個(gè)三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管，來(lái)代替圖中的可變阻器，并通過(guò)檢測(cè)輸出電壓的大小，來(lái)控制這個(gè)“變阻器”阻值的大小，使輸出電壓保持恒定，這樣我們就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。這個(gè)三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管是用來(lái)調(diào)整電壓輸出大小的，所以叫做調(diào)整管。像圖1所示的那樣，由于調(diào)整管串聯(lián)在電源跟負(fù)載之間，所以叫做串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。相應(yīng)的，還有并聯(lián)型穩(wěn)壓電源，就是將調(diào)整管跟負(fù)載并聯(lián)來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，典型的基準(zhǔn)穩(wěn)壓器TL431就是一種并聯(lián)型穩(wěn)壓器。所謂并聯(lián)的意思，就是象圖2中的穩(wěn)壓管那樣，通過(guò)分流來(lái)保證衰減放大管射極電壓的“穩(wěn)定”，也許這個(gè)圖并不能讓你一下子看出它是“并聯(lián)”的，但細(xì)心一看，確實(shí)如此。不過(guò)，大家在此還要注意一下：此處的穩(wěn)壓管，是利用它的非線性區(qū)工作的，因此，如果認(rèn)為它是一個(gè)電源，它也是一個(gè)非線性電源。為了便于大家理解，回頭我們找一個(gè)理適合的圖來(lái)看，直到可以簡(jiǎn)明地看懂為止。
由于調(diào)整管相當(dāng)于一個(gè)電阻，電流流過(guò)電阻時(shí)會(huì)發(fā)熱，所以工作在線性狀態(tài)下的調(diào)整管，一般會(huì)產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致效率不高。這是線性穩(wěn)壓電源的一個(gè)最主要的一個(gè)缺點(diǎn)。想要更詳細(xì)的了解線性穩(wěn)壓電源，請(qǐng)參看模擬電子線路教科書(shū)。這里我們主要是幫助大家理清這些概念以及它們之間的關(guān)系。
如圖所示為一種典型的線性直流穩(wěn)壓電源的電路圖，它由電源開(kāi)關(guān)K、保險(xiǎn)管、AC—DC適配器、集成穩(wěn)壓器和后級(jí)濾波器組成。當(dāng)輸入220V交流電且開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，輸出一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓，且穩(wěn)定輸出在一定范圍內(nèi)不受220V交流電網(wǎng)的波動(dòng)和電子電路負(fù)載輕重的影響。
整流器的作用是將降低后的工頻交流電壓變換為直流電壓。圖1.25展示了整流器的工作原理。在交流的正半周，變壓器次級(jí)上正下負(fù)，電流從正極經(jīng)D1、負(fù)載和D3流回變壓器的負(fù)極，這樣若忽略二極管的導(dǎo)通電壓，在負(fù)載上得到一個(gè)大小與變壓器次級(jí)相同的電壓波形，極性為上正下負(fù)；在交流的負(fù)半周，變壓器次級(jí)上負(fù)下正，電流從正極經(jīng)D2、負(fù)載和D4流回變壓器的負(fù)極，這樣在負(fù)載也得到一個(gè)大小與變壓器次級(jí)相同的電壓波形，極性與正半周一樣，也為上正下負(fù)。因此在交流信號(hào)的正負(fù)半周的分別作用下，整流器均輸出單極性的脈動(dòng)電壓，該輸出的直流成份已大于零。
上圖為簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路，由限流電阻Rs和穩(wěn)壓二極管Dz組成。
開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路具有體積小、效率高的特點(diǎn)。線性電源的效率為30%～55穩(wěn)壓電路%；而開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器可達(dá)60%～85%，而且可以省去工頻變壓器和巨大的散熱器，體積和重量都大為減小。這種電路已在各種電子設(shè)備中獲得廣泛的應(yīng)用。常用的實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制的方法；有自激式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、脈寬調(diào)制式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和直流變換式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器等。
上圖是采用直流變換器的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路的框圖。對(duì)工頻電壓直接整流-濾波后獲得的直流電壓，由開(kāi)關(guān)管變?yōu)楦哳l電壓。后者經(jīng)高頻換流變壓器變?yōu)橐欢ǖ碾妷海俳?jīng)高頻整流－濾波以后給出所需的輸出電壓u0；開(kāi)關(guān)管的工作受脈沖調(diào)制器和驅(qū)動(dòng)放大器的控制。當(dāng)輸出電壓u0發(fā)生變化時(shí)，來(lái)自輸出端的取樣信號(hào)經(jīng)比較電路產(chǎn)生誤差信號(hào)，然后通過(guò)脈沖調(diào)制器來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)工作比，從而使直流變換器的輸出保持穩(wěn)定。開(kāi)關(guān)管是在飽和區(qū)斷續(xù)工作的，所以功耗較線性電源的調(diào)整管為小，因而效率較高。穩(wěn)壓電路大功率電力穩(wěn)壓器是有補(bǔ)償變壓器，調(diào)壓器，控制電路，檢測(cè)電路和操作電路組成。
在輸入直流電壓和負(fù)載之間串聯(lián)入一個(gè)三極管，用三極管的管壓降代替穩(wěn)壓二極穩(wěn)壓電路管電路中的穩(wěn)壓電阻R。當(dāng)Ui或變化引起輸出電壓RL變化時(shí),Uo的變化將反映到三極管的發(fā)射結(jié)電壓 UBE上，引起UCE的變化,從而調(diào)整Uo,以保持輸出電壓的基本穩(wěn)定。根據(jù)三極管所起的作用，稱為調(diào)整管。由于調(diào)整管與負(fù)載是串聯(lián)關(guān)系，所以圖15-2-1稱為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。它主要由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整元件組成。比較放大可以是單管放大電路、差動(dòng)放大電路、集成運(yùn)算放大器。調(diào)整元件可以是單個(gè)功率管，復(fù)合管或用幾個(gè)功率管并聯(lián)，取樣電路取出輸出電壓 的一部分和基準(zhǔn)電壓VREF比較。
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