工作原理：下圖所示為并聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路。220V電壓經(jīng)變壓器降壓、全波橋式整流、電容濾波后，由穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓輸出直流電壓供給負(fù)載。輸出直流電壓等于電源變壓器二次電壓的90%，由于電路簡單，該電源用于要求不高的場合。
市電u1經(jīng)過變壓器降壓后得到交流電壓u2，交流電壓u2經(jīng)過單相橋式整流電路后獲得直流電壓U（U約等于1.2u2）。為了不使電路中產(chǎn)生電壓突變的情況，還要經(jīng)過濾波電路，把電容和負(fù)載電阻并聯(lián)以便吸收脈動(dòng)電流，并使輸出電壓保持平穩(wěn)，經(jīng)過整流濾波電路之后的輸出電壓和要求的直流電源還有相當(dāng)?shù)木嚯x，為了能夠得到更加穩(wěn)定的直流電源，整流濾波電路后還要經(jīng)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，這樣就得到了所求的直流電壓。
串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)如下圖a）所示，可以看出，一個(gè)串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源通常都是由變壓器、整流濾波器、調(diào)整器件、比較放大、基準(zhǔn)電源和取樣6個(gè)部分組成，有些穩(wěn)壓電源中還有過載或短路保護(hù)裝置。
從下圖b）可以看出，電路由變壓器T將220V降壓為10V，經(jīng)VD1~VD4橋式整流，把交流10V變?yōu)槊}動(dòng)的直流電，經(jīng)電容C1濾波，再經(jīng)過穩(wěn)壓、放大、取樣環(huán)節(jié)，使調(diào)整管VT2工作，輸出直流電Uo為6V。調(diào)整取樣電阻RP的大小，就可以使輸出電壓U0在6V內(nèi)變化，該電路的輸出電流為200mA。
它的穩(wěn)壓過程是：當(dāng)輸出電壓發(fā)生變化時(shí)，通過電阻分壓器的“取樣”，與基準(zhǔn)電源比較后，放大器將誤差信號(hào)放大，送到調(diào)整管的基極調(diào)整其管壓降，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。一般的講，放大環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)越大，穩(wěn)定度就越高。
下面對(duì)對(duì)照上圖a）所示串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源框圖逐一分析如下：
基準(zhǔn)電壓應(yīng)是一個(gè)穩(wěn)定性較高的直流電壓，否則若基準(zhǔn)電壓值改變了，即使輸入不變，也會(huì)引起輸出電壓的變化，影響輸出電壓的穩(wěn)定性。
目前，基準(zhǔn)電壓往往采用硅穩(wěn)壓二極管VS和R5取得，如上圖b）所示，穩(wěn)壓二極管電路的關(guān)鍵是選擇限流電阻，其阻值應(yīng)保證當(dāng)輸入電壓最小時(shí)，流過穩(wěn)壓二極管的電流也不小于維持穩(wěn)定電壓下的最小電流；而當(dāng)輸入電壓達(dá)到最大值時(shí)，應(yīng)保證流過穩(wěn)壓二極管的電流不大于它的最大允許電流。
取樣環(huán)節(jié)是一個(gè)電阻分壓器，由R1，R2，RP組成，如上圖b）所示，取樣環(huán)節(jié)的任務(wù)是將輸出電壓的一部分取出，加到比較放大器去，和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，以檢出輸出電壓變化值，并經(jīng)放大后去控制調(diào)整環(huán)節(jié)。
比較放大器是將取樣電路得到的電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，然后以兩者之差進(jìn)行放大再去控制調(diào)整管以穩(wěn)定輸出電壓。應(yīng)該指出，比較放大器的增益將直接影響穩(wěn)壓電源的質(zhì)量指標(biāo)。最簡單的比較放大器是一個(gè)單級(jí)直流放大器，如上圖b）所示，VT1組成單級(jí)直流放大器為比較放大環(huán)節(jié)。
調(diào)整環(huán)節(jié)是穩(wěn)壓電源的核心環(huán)節(jié)，因?yàn)檩敵鲭妷鹤詈笠蕾囌{(diào)整環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)作用才能達(dá)到穩(wěn)定，而且穩(wěn)壓電源能輸出的最大電流也主要是取決于調(diào)整環(huán)節(jié)。
調(diào)整環(huán)節(jié)是由工作在線性區(qū)域的調(diào)整管VT2組成，它的基極電流受比較放大器的輸出信號(hào)控制。由于穩(wěn)壓電源的輸出電流全部要經(jīng)過調(diào)整管，因此應(yīng)保證所選用的調(diào)整管具有足夠的功耗和集電極電流。
三端可調(diào)正電壓、集成穩(wěn)壓器的品種較多，三端指的是電壓輸入端、電壓輸出端和電壓調(diào)整端，正電壓指的是輸出為正電壓。國際流行的正電壓集成穩(wěn)壓器有LM117/217/317系列、LM123系列、LM140系列、LM138系列和LM150系列等。下圖所示為采用LM317的三端可調(diào)直流穩(wěn)壓電源電路，它是輸出電壓連續(xù)可調(diào)，并采用全波整流、電容濾波的直流電源，其交流電源變壓器的二次側(cè)采用對(duì)稱二次側(cè)，輸出直流電壓為變壓器二次電壓的90%。
LM317是三端可調(diào)正電壓集成穩(wěn)壓器，它的穩(wěn)壓精度高，輸出紋波小，一般輸出電壓為1.25~35V，其最大負(fù)載電流為1.5A，電路內(nèi)部設(shè)置過流保護(hù)、芯片過熱保護(hù)及調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。它的工作溫度為0~150度，主要參數(shù)見下圖。
下圖所示為采用正/負(fù)電壓輸出集成穩(wěn)壓器的正/負(fù)電壓輸出直流穩(wěn)壓電源電路。變壓器的雙二次側(cè)輸出電壓為兩路24V，經(jīng)全波整流后輸出的直流電壓為24VX0.9=21.6V。兩個(gè)1000微法電容器分別為兩個(gè)橋式整流電路的濾波電容。經(jīng)過集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后，分別輸出+15V及-15V的直流電壓。
集成穩(wěn)壓器內(nèi)部穩(wěn)壓系統(tǒng)及紋波消除系統(tǒng)十分完善，因此濾波電容不必太大。特別是對(duì)目前使用廣泛的聲控?zé)糸_關(guān)，均使用這種正/負(fù)輸出直流穩(wěn)壓電源供電。
本電路具有兩路直流穩(wěn)壓電源，其中主電源輸出1.5V~30V連續(xù)可調(diào)，另一路輔助電源輸出5V固定電壓的直流電源供短路保護(hù)、聲光報(bào)警用。如主電路輸出端短路，則立即切斷變壓器二次側(cè)30V交流電路，進(jìn)行全保護(hù)，同時(shí)伴有聲光報(bào)警，提醒用戶，待故障排除后，又恢復(fù)正常。本電路具有穩(wěn)定、可靠、響應(yīng)迅速的特點(diǎn)，可以解決一些直流電源無保護(hù)，頻繁燒壞元器件的問題。
1）主電源電路原理
如下圖所示，220V交流電經(jīng)變壓器T1降壓，VD1~VD4橋式整流、電容C1濾波，LM317穩(wěn)壓后，調(diào)節(jié)電位器RP，使直流輸出電壓為1.5~30V，觀看電壓表讀數(shù)。其中，HL為電源電壓指示燈，K為繼電器常閉觸頭，電容C2改善紋波和抑制過電壓，C3改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。
2）短路保護(hù)與聲光報(bào)警電路
短路保護(hù)電路采用4N25光耦合器，利用輸出端對(duì)輸入端無反饋?zhàn)饔?，信?hào)只能單向傳遞的原理，實(shí)現(xiàn)光傳遞控制。光耦合器由發(fā)光二極管和光敏晶體管組成。R1，R2和4n25構(gòu)成信號(hào)控制電路，控制VT1，VT2，K,BL組成音頻振蕩電路。電路正常時(shí)，直流輸出經(jīng)R1，R2加至4N25的1,2腳，發(fā)光二級(jí)管發(fā)光，使5、4腳導(dǎo)通，VT1基極零偏而截至，音頻振蕩器不工作。當(dāng)直流輸出短路時(shí)，電壓為零，發(fā)光二級(jí)管不工作，光敏晶體管截止，與R3分壓，給VT1基極提供正向偏流使其導(dǎo)通。VT2放大管工作，集電極上繼電器K線圈得電，串聯(lián)在T1二次側(cè)上的常閉觸頭斷開，切斷交流電源，綠色指示燈熄滅，對(duì)電路實(shí)現(xiàn)全保護(hù)。K常開觸頭閉合，發(fā)光二級(jí)管發(fā)光，音樂片電路工作，奏出一首美妙動(dòng)聽的音樂，完成聲光同時(shí)報(bào)警，提示用戶。檢查排除故障后，電路又恢復(fù)。
3）輔助穩(wěn)壓電源
輔助穩(wěn)壓電源僅用于保護(hù)和聲光報(bào)警電路，主電路無短路時(shí)，輔助電源處于“待機(jī)”狀態(tài)，電路原理從略。電路排除故障期間，為了解除聲光報(bào)警，用復(fù)位按鈕S置“復(fù)位”。故障排除后，S2置“保護(hù)”狀態(tài)。
T1選擇220/30V，T2為220/9V，三端集成穩(wěn)壓器為輸出電壓可調(diào)LM317，光耦合器選4N25，+6V輸出三端穩(wěn)壓選用7806，VD1~VD4選用1N4007，VD5~VD8為1N4001，RP選用6.8千歐電位器，K選用JRX-13F小型功率繼電器，VT1為3DG12，VT2為3CG21。
聯(lián)系客服
