2.2.3 扩流电路
带过流保护的扩流电路
图1(a)是应用78L××输出固定电压VO的典型电路图。正常工作时,输入、输出电压差应大于2~3V。电路中接入电容C1、C2是用来实现频率补偿的,可防止稳压器产生高频自激振荡并抑制电路引入的高频干扰。C3是电解电容,以减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。D是保护二极管,当输入端意外短路时,给输出电容器C3一个放电通路,防止C3两端电压作用于调整管的be结,造成调整管be结击穿而损坏。
图1(b)是扩大78L××输出电流的电路,并具有过流保护功能。电路中加入了功率三极管T1,向输出端提供额外的电流IO1,使输出电流IO增加为IO= IO1+ IO2。其工作原理为:
在电路中存在关系式VBE1 =VR1 =VCE3。正常工作时,T2、T3截止,电阻R1上的电流产生压降使T1导通,使输出电流增加。若IO过流(即超过某个限额),则IO1也增加,电流检测电阻R3上压降增大使T3导通,导致T2趋于饱和,使T1管基-射间电压VBE1降低,限制了功率管T1的电流IC1,保护功率管不致因过流而损坏。
本实验应用放大电流电路如
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图(5)正压系列电流扩展电路
由于LM7815(LM7915)输出电压为24V,输出电流为1.5A。设计要求输出为2A故需要一个扩流电路来达到目的。通过三极管的放大作用来实现。为了保护三极管不会被烧毁故串入一个阻值为0.6Ω的电阻。
2.2.4集成稳压电路
稳压器的选取与参数计算:
稳压电路可选集成三端稳压电路。三端可调稳压器有正电压稳压器LM7824(7812,7815)系列,负压稳压器LM9724(7912,7915)系列。由于LM7824作为输出电压可变的集成三端稳压块,是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块,而且特性参数均满足集成直流稳压电源电路的设计要求,它的性能参数如表2所示,可采用LM7824稳压器。
它的三个端子除了输入端和输出端以外,第三个端子不是公共端(接地)。
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表格2
LM7824 输出电压可调范围 输出负载最大电流 输出负载最小电流 输入与输出工作的压差 电压调整率
特性参数 24v 1.5A ≥5mA 2V 0.0066 电阻R1和电位器RP构成取样电路;C1为输入端滤波电容,可抵消电路的电感效应和防止自激振荡;C2是为了取样电位器RP两端的纹波电压而并联的旁路电容,;C3是为了防止输出端负载呈容性时可能出现的阻尼振荡;VD1是保护二极管,用来防止输入端发生短路是C3放电可能造成的内部调整管的损坏;VD2也是保护二极管,当输出端出现短路时,C2两端的电压作用在VD2两端使它正偏而导通,为C2提供放电通路,避免C2上的电压击穿美不的放大管。
电阻R1跨接在输出端与调整端之间,为保证负载开路时输出电流不小于5mA,R1最大值R1max=UREF/5mA=240欧(定值电阻R1通常取值120~240欧)。当R1=240欧时,流过RP1的电流是IR1和调整端流出的电流IAD(100uA左右)之和, IR1=1.25V/240欧=5mA。由于IAD的值很小,若忽略IAD,则输出电压为
Uo ≈ UREF(1+RP1/ R1)=1.25(1+RP1/ R1)
式中1.25是集成稳压输出端(OUT)与调整端(ADJ)之间的固定参考电压UREF。。当Uomin=1.25(1+RP1/240)=3V时, RP1=336欧;Uomax=1.25(1+RP1/240)=9V时, RP1=1448欧。为了防止输出电流超过设计要求的最大电流Iomax,一般所购买的绕线电位器的最大阻值都要比1448欧大,在这里,只能买到最小值为10K欧的绕线电位器,所以RP1=10K欧。
为了保证电路的质量,在此集,成直流稳压电源电路中,R1应用金属电阻,RP1应用绕线电位器,C2应用钽电解电容器。
在稳压电路中还要安装一片散热片,以防LM317由于过热而损坏。在总电路图中C2一个电容为220uF/35V的电解电容.保护二极管D5可用1N4007二极管,也可选整流二极管2CP12.
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三端稳压器的典型接法
稳压器实物图
电路原理图
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2.3安装与调试
首先为了防止集成稳压器LW7824因过热损坏,安装硬件时要加适当大小的散热片。先装集成稳压电路,再装整流滤波电路,最后安装变压器。安装一级测试一级。稳压电路主要测试集成稳压器是否正常工作。输入端加直流电压Vi≤23V时,调节RP1,输出电压U0随之变化,说明稳压电路正常工作。整流滤波电路主要检查整流二极管是否接反,安装前用万用表测量其正、反向电阻。电路连接,通电后,发光二极管发亮,说明电路接通。安装后接入电源变压器,整流输出电压UO应为正,否则会损坏稳压器。断开交流电源,将整流滤波电路与稳压电路相连接,在接通电源,输出电压
V0。为规定值,说明各级电路均正常工作,可以进行各项性能指标的测试。按照前面介绍的测试方法,对电路进行测试。
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第三章 结论与心得
经过了多天的努力与实践,一个简易的集成直流稳压电源的课题设计就算完成了,自己很有成就感。我认为通过这次实践,我对《模拟电子技术》这门课程有了更深刻的理解,从题目的选定到最后硬件的完成、性能测试都让我受益匪浅,不但懂得了一些电路元件的性能、作用,硬件的制作,也提高了实践动手能力,为以后的课程设计、毕业设计奠定了基础。也懂得了如何去查找相关资料和举一反三的方法。更懂得了做任何事情都要自己主动努力去做,学习到的理论知识只有在实践中,才会真正发挥作用,也只有通过实践才能把知识运用的现实中。
希望以后更多的拥有这种机会,这种收获是课本上得不来的。最后,感谢指导老师们的辛勤付出!
第四章 参考文献
[1]《模拟电子技术基础简明教程(第三版)》 杨素行 高等教育出版社 [2]《电子技术基础模拟部分(第五版)》 康华光 高等教育出版社 [3]《电子技术基础课程设计》康华光 高等教育出版社
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