[組圖]直流穩(wěn)壓電源

一、串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源
電路框圖如圖１所示，電路基本原理如圖２所示。由采樣、放大、調(diào)整管等電路構(gòu)成負(fù)反饋。采樣電壓ＵS和基準(zhǔn)電壓ＵZ(yǔ)比較放大后，得到的信號(hào)控制調(diào)整管的基極電壓，使輸出電壓穩(wěn)定。當(dāng)電網(wǎng)電壓有波動(dòng)時(shí)，即輸入電壓ＵAA有波動(dòng)，設(shè)ＵAA上升，則輸出電壓ＵDD也上升，ＵS增加，使晶體管９０１３的ＩB和ＩC增大和Ｒ１５兩端電壓差增大，ＵCC減小，從而使ＵDD減小，結(jié)果輸出電壓趨于穩(wěn)定。反之，當(dāng)ＵAA下降時(shí)，變化電壓經(jīng)采樣、放大后，使ＵCC增高，從而使輸出電壓ＵDD跟著上升。根據(jù)要求，?。遥福剑常常毽?，Ｒ９＝１ｋΩ，ＲＷ１＝２ｋΩ，ＵZ(yǔ)＝６Ｖ，則輸出電壓范圍為：８Ｖ～１３Ｖ。調(diào)節(jié)ＲＷ１可改變輸出電壓。這里調(diào)整管兩端電壓為（Ｕｉ－Ｕｏ）（圖１），所以調(diào)整管最大功耗為：ＰＣＭ＝（Ｕｉ－Ｕｏ）（１＋１５％）×ＩＯMAX＝１８Ｗ。由于電網(wǎng)電壓允許在＋１５％～－２０％內(nèi)波動(dòng)，在電網(wǎng)電壓下降時(shí)，電路能滿足題設(shè)指標(biāo)的要求。在電網(wǎng)電壓上升時(shí)，若沒(méi)有補(bǔ)償電路，即ＵAA電壓上升，雖然負(fù)反饋能調(diào)整輸出電壓，但由于負(fù)反饋有一定的積累，使輸出電壓不能達(dá)到希望的穩(wěn)壓輸出，即達(dá)不到指標(biāo)要求，所以特別采用圖３的Ｎ１１（９０１３）和穩(wěn)壓管Ｚ３、Ｚ４（２ＣＷ１６）組成補(bǔ)償回路來(lái)滿足指標(biāo)。２ＣＷ１６穩(wěn)壓值為９Ｖ，當(dāng)ＵAA大于１８．７Ｖ時(shí)，Ｎ１１導(dǎo)通，吸取一部分流入基準(zhǔn)穩(wěn)壓管Ｚ１電流，使基準(zhǔn)源電壓有所下降，來(lái)抵消沒(méi)有補(bǔ)償電路時(shí)的積累電壓，保證輸出電壓ＵDD穩(wěn)定不變，這使得電網(wǎng)電壓上升時(shí)其穩(wěn)定效果特別好。
限流電路如圖４所示，采樣電阻Ｒ１７為０．５Ω，調(diào)節(jié)ＲＷ２得到參考電壓ＵREF。當(dāng)采樣電壓ＵBB大于參考電壓ＵREF時(shí)，比較器ＯＰ－Ａ輸出電壓下降，使ＵCC跟著下降，但是輸出電流保持不變。短路保護(hù)及自動(dòng)恢復(fù)電路如圖５所示：當(dāng)整機(jī)正常工作時(shí)，比較器ＯＰ－Ｂ的Ｕ－小于Ｕ＋，比較器輸出高電平，使Ｎ１２飽和導(dǎo)通，從而使ＵCC下降到０．１Ｖ左右，結(jié)果調(diào)整管截止使輸出電壓為０。當(dāng)故障排除后，由于Ｒ５的存在，使Ｕ－電壓上升，并超過(guò)１Ｖ時(shí)，比較器輸出為０，Ｎ１２截止，ＵCC上升，整機(jī)恢復(fù)正常工作。
二、負(fù)載接地式穩(wěn)流源
本電路采用負(fù)載接地式電壓電流轉(zhuǎn)換器，實(shí)際電路如圖６所示。由運(yùn)放與晶體管（９０１３）組成電壓跟器，ＵCB＝ＵAB，ＵDB＝ＵCB－０．７Ｖ，而負(fù)載電流Ｉ１＝ＩC＝ＩE＝ＵDB／（ＲＷ１＋Ｒ２）＝（ＵAB－０．７Ｖ）／（ＲＷ１＋Ｒ２），所以Ｉ１與ＵAB成正比，而與（ＲＷ１＋Ｒ２）成反比。若ＵAB不變，改變ＲＷ１可改變輸出電流的大小。輸入電壓為１２Ｖ，穩(wěn)壓管Ｚ１提供基準(zhǔn)電壓為６Ｖ，以Ｂ點(diǎn)為參考點(diǎn)，由ＲＷ２分壓后?。誂B＝３Ｖ，由上述原理得Ｉ１＝（３－０．７）／（Ｒ２＋ＲＷ２）。用高β（放大倍數(shù)值）的３ＣＤ１１１作輸出級(jí)，改善穩(wěn)定系數(shù)。
三、ＤＣ－ＤＣ變換器
ＤＣ－ＤＣ變換器采用單端反激式升壓電路，如圖７所示。其原理為：當(dāng)開(kāi)關(guān)管ＶＴ導(dǎo)通時(shí)，磁芯變壓器初級(jí)電壓近似為輸入電壓Ｕｉ，次級(jí)整流管ＶＤ反向截止沒(méi)有電流，磁芯變壓器儲(chǔ)能。當(dāng)ＶＴ關(guān)斷時(shí)，各繞組電壓反向，整流管ＶＤ正向?qū)?，磁芯變壓器存?chǔ)的能量通過(guò)ＶＤ向負(fù)載釋放。變換器部分的電路如圖８所示。時(shí)基電路５５５和外圍元件產(chǎn)生脈沖信號(hào)用以控制開(kāi)關(guān)管。開(kāi)關(guān)管（復(fù)合）Ｎ４、Ｎ５、磁芯變壓器Ｔ４、整流管Ｄ１及濾波電容Ｃ９組成升壓電路。
變頻穩(wěn)壓電路由Ｒ４、Ｒ５、ＲＷ及比較放大器Ｎ３組成穩(wěn)壓反饋回路，控制時(shí)基電路５５５的輸出脈沖頻率。三極管（ＴＩＰ４１２）也反饋控制時(shí)基電路輸出脈沖頻率，同時(shí)三極管（ＴＩＰ４１２）對(duì)開(kāi)關(guān)管還有保護(hù)作用。
用時(shí)基電路５５５的輸出脈沖信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管，在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通后，磁芯變壓器初級(jí)電壓近似等于輸入電壓，初級(jí)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)大電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)存儲(chǔ)能量。在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，由于磁通的連續(xù)性，在次級(jí)產(chǎn)生高壓，通過(guò)高反壓二極管Ｄ１給濾波電容Ｃ９充電，供給負(fù)載。磁芯變壓器的變比Ｎ１∶Ｎ２＝１８∶２５０，保證輸入電壓為９Ｖ時(shí)，在次級(jí)產(chǎn)生１００Ｖ以上的高壓。輸出電壓通過(guò)取樣電路和誤差放大并反饋控制時(shí)基電路５５５的復(fù)位端{(lán)4}腳，調(diào)整其工作頻率達(dá)到穩(wěn)壓。在負(fù)載增大時(shí)，頻率增大，保證有足夠的能量耦合到次級(jí)的輸出回路。當(dāng)初級(jí)回路電流增大時(shí)，會(huì)促使ＴＩＰ４１２導(dǎo)通，此時(shí)反饋回路送給５５５時(shí)基電路的{6}腳（ＴＨＲ）為高電平，使{3}腳輸出電平為０，進(jìn)而開(kāi)關(guān)管截止，用以調(diào)整５５５輸出脈沖信號(hào)的頻率，同時(shí)避免開(kāi)關(guān)管的過(guò)流。本文有關(guān)的數(shù)顯電路，因無(wú)具體電路從略。