1、串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設計思路
(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算放大器,可提高電路的穩(wěn)定性。
(5)過流保護電路:串聯(lián)穩(wěn)壓電路中,調整管與負載串聯(lián),當輸出電流過大或者輸出短路時,調整管會因電流過大或電壓過高使管耗過大而被損壞,所以須對調整管采取保護措施。保護電路在教材和有關文獻中均有介紹,可參考。
3、采用集成穩(wěn)壓器構成直流穩(wěn)壓電源,具有使用方便、結構簡單及性能優(yōu)良等許多優(yōu)點,因而得到廣泛應用。
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式與固定式之分。品種較多、較全的是串聯(lián)負反饋調整式電路,功率—般為0.5~20w。也有開關式集成穩(wěn)壓電路。
三端集成穩(wěn)壓器w7800應用電路舉例如下:
(1)作為固定輸出電壓的應用電路,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)構成(7~30)v輸出電壓可調的應用電路。如圖3所示。
電路由集成穩(wěn)壓器w7805和運算放大器f007等元器件構成,f007作為電壓跟隨器用,調節(jié)電位器rw可改變vo的穩(wěn)壓值。由于運放的輸出幅度和穩(wěn)壓器輸出電流的限值,故使輸出電壓vo的調節(jié)范圍為(7~30)v。
圖3由w7805組成的(7~30)v輸出電壓可調電路
(3)構成開關式穩(wěn)壓電源應用電路,如圖4所示。
圖中,w7800與功率三極管3ad30等組成開關穩(wěn)壓電路,3ad3d與w7800內(nèi)部的調整管組成復合管形式作為開關元件使用,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)定電流值應大于w7800提供的電流值。三極管3ad30的電流負載能力要有相當余量,應為負載能力的二倍以上。
圖4w7800組成的開關穩(wěn)壓電源