1、串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計思路
(1)電網(wǎng)供電電壓為交流220v(有效值)、50hz,要獲得低壓直流輸出,首先須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要的交流電壓。
(2)降壓后的交流電壓,通過整流電路整流變成單向的直流電,但其幅值變化大(即脈動大)。
(3)脈動大的直流電壓須經(jīng)過濾波電路變換成平滑的、脈動小的直流電,即將交流成分濾掉,保留其直流成分。
(4)濾波后的直流電壓再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓,便可得到基本上不受外界影響的穩(wěn)定的直流電壓輸出,供給負(fù)載rl。
2、串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的原理框圖如圖1所示。
圖1串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源原理框圖
(1)采用電源變壓器將電網(wǎng)220v、50hz交流電降壓后送整流電路.變壓器的變比由變壓器副邊電壓確定。
(2)整流電路常用單相橋式整流電路,整流橋選用的二極管需要考慮允許承受的電壓和電流值。
(3)濾波器常采用無源元件r、l、c構(gòu)成的不同類型濾波電路。由于本電路為小功率電源,放可用電容輸入式濾波電路。
(4)穩(wěn)壓電路采用串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路。比較放大單元采用分立三極管組成的差動放大器或者集成運(yùn)算放大器,可提高電路的穩(wěn)定性。
(5)過流保護(hù)電路:串聯(lián)穩(wěn)壓電路中,調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián),當(dāng)輸出電流過大或者輸出短路時,調(diào)整管會因電流過大或電壓過高使管耗過大而被損壞,所以須對調(diào)整管采取保護(hù)措施。保護(hù)電路在教材和有關(guān)文獻(xiàn)中均有介紹,可參考。
3、采用集成穩(wěn)壓器構(gòu)成直流穩(wěn)壓電源,具有使用方便、結(jié)構(gòu)簡單及性能優(yōu)良等許多優(yōu)點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。
目前在國際上已有數(shù)百個品種集成穩(wěn)壓器,國內(nèi)也有幾十個品種,主要有多端式與三端式和可調(diào)式與固定式之分。品種較多、較全的是串聯(lián)負(fù)反饋調(diào)整式電路,功率—般為0.5~20w。也有開關(guān)式集成穩(wěn)壓電路。
三端集成穩(wěn)壓器w7800應(yīng)用電路舉例如下:
(1)作為固定輸出電壓的應(yīng)用電路,如圖2所示。
正常工作時,穩(wěn)壓器輸入-輸出電壓差為2~3v,電容c1、c0用來實現(xiàn)頻率補(bǔ)償,抑制穩(wěn)壓電路的自激振蕩。
圖2由w7800組成的固定輸出電壓電路
(2)構(gòu)成(7~30)v輸出電壓可調(diào)的應(yīng)用電路。如圖3所示。
電路由集成穩(wěn)壓器w7805和運(yùn)算放大器f007等元器件構(gòu)成,f007作為電壓跟隨器用,調(diào)節(jié)電位器rw可改變vo的穩(wěn)壓值。由于運(yùn)放的輸出幅度和穩(wěn)壓器輸出電流的限值,故使輸出電壓vo的調(diào)節(jié)范圍為(7~30)v。
圖3由w7805組成的(7~30)v輸出電壓可調(diào)電路
(3)構(gòu)成開關(guān)式穩(wěn)壓電源應(yīng)用電路,如圖4所示。
圖中,w7800與功率三極管3ad30等組成開關(guān)穩(wěn)壓電路,3ad3d與w7800內(nèi)部的調(diào)整管組成復(fù)合管形式作為開關(guān)元件使用,w7800內(nèi)的誤差放大器作為電壓比較器使用。輸出電壓值vo為w7800的標(biāo)稱電壓值,輸入電壓維持在下式給出的數(shù)值上,即vi=vo+vd+vz+vbe,vd為w7800輸入輸出電壓的差值,vz為穩(wěn)壓二極管久的穩(wěn)壓值、vbe為三極管3ad30的be正向壓降。dz的接入為了減小w7800的輸入-輸出電壓差值,其穩(wěn)定電流值應(yīng)大于w7800提供的電流值。三極管3ad30的電流負(fù)載能力要有相當(dāng)余量,應(yīng)為負(fù)載能力的二倍以上。
圖4w7800組成的開關(guān)穩(wěn)壓電源