三端直流稳压电源的设计与制作(2)

2019-06-02 15:32

启动电路是集成稳压器中的一个特殊环节,它的作用是在UI加入后,帮助稳压器快速建立输出电压UO。调整电路进复合管构成,取样电路由内部电阻分压器构成,分压比为固定的,所以输出电压是固定的。稳压器中没有比较完善的保护电路,主要用来保护调整管。它具有过流,过压和过热保护功能。当输出过流或短路时,过流保护电路动作以限制调整管电流的增加,当输入,输出压差较大,即调整管CE之间的压降超过一定值后,过压保护电路动作,自动降低调整管的电流,以限制调整 管的功耗,使 之处于安全工作区内,过热保护电路是集成稳压器独特的保护措施,当芯片温度较低时,过热保护电路不起作用,当芯片温度上升到最大允许值时,保护电路将迫使输出电路电流减小,从而可避免稳压器固过热而损坏。

2.4 基本应用电路:

图4 CW7800基本应用电路

由于输出电压决定于集成稳 压器,所以左图的输出电压为12V,最大输出电流为1.5A。为使 电路正常 工作,要求输入电压UI比输出电压Uo至少大2.5∽3V.输入端电容C1用以抵消输入端较长接线电感效应.以防止自激振荡,还可抑制电源的高频肪冲干扰,一般取0.1∽1UF.输出端电容C2 C3用以改善负载的瞬态响应,消除电路的高频噪声,同时也具有消振作用,V是保护二极管,用来防止在输入端短路时输出电容C3所存储电荷通过稳压器放电而损坏器件.

图5提高输出电压的电路

由上图可知,IQ为稳压器的静态工作电流,一般为5mA,最大可达8mA.Vxx为稳压器的标称输 出电压,要求I1=Uxx/R1≥5IQ

整个稳压器的输出电压Uo由图可得:

UO=Uxx+(I1+IQ)R2=Uxx+(Uxx/R1+IQ)R2=(1+R2/R1)Uxx+IQR2 若忽略IQ的影响,则

UO=(1+R2/R1)Uxx B 输出正负电压的电路

图6 正负同时输出的稳压电路

C 恒流源电路

图7 恒流源电路原理图

图中Rl为输出负载电阻,电源输入电压UI=10V,CW7805为金属封装,输出电压V23=5V,因此由左图可得向RL输出的电流IO为

IO=(U23/R)+IQ

式中,IQ是稳压器的静态工作电流,由于它受UI及温度变化的影响,所以只有当U23/R≥IQ 时,输出电流IO才比较稳定.因此可得U23/R=5V/10=0.5A显然比IQ大得多,故IO≈0.5A,受IQ的影响很小.

2.5 三端可调输出集成稳压器.

图8 CW117集成稳压器内部框图

基准电路有专门引出端子AD,称为电压调整端,因所有放大器和偏置电路的静态工作点电流都流到稳压器的输出端,所以没有单独引出接地端,当输入电压在2∽40V范围内变化时,电路均能正常工作,输出端与调整 端之间的电压等于基准电压1.25V.基准电路的工作电流IREF很小约为50uA,由一恒流特性很好的恒流源提供,所以它的大小不受供电压的影响,非常稳定,可以看出,如果将调整端直接接地,在电路正常 工作时,输出电压就等于基准电压1.25Vo

图9固定式三端稳压器输出电路可调电路

用固定式三端集成稳压电路7805设计连续可调 直流稳压的实际电路如图所示,图中R1 取220Ω,R2取680Ω,主要用来调整输出电压.输出电压UO≈Uxx(1+R2/R1),该电路可 在5∽12V稳压范围内实现输出电压连续可调 .

由该电路实践证明(1)R1为固定阻值,改变电阻R2的阻值就可获得连续可调 的输出电

压,输出电压U0近似等于Uxx(1+R2/R1).(2)最高输出电压受稳压器最大输入电压及最小输入输出压差的限制,该固定式三端集成稳压集成电路中由于稳压器电路的7805最大 输入电压电压为35V,输入输出差要保持2U以上,因此该电路中由于稳压器的直流输入电压为+14V,所以该电路的输出最大值为+12V (3)实验证明,在稳压器的稳压范围内,其稳压精度可达±0.03

2.6 三端集成稳压电路

图10 三端集成稳电路的基本形式

a. 按图1连接电路,为防止负载电位器短路,56Ω电阻和510Ω电位器的额定功率应大于

2W,检查无误接入220V电源,当要求输出纹波小时,滤波电容C1可取值大此.C3是当负载电流突变时为改善电源的动态特性而设的.取值约为100∽470mF,C1 C3均为电解电容,在结构上,它们是由两 个电容极板中间加绝缘介质卷绕而成的.因此,对电源中的高频分量电解电容均含有电感,而集成稳压器内部带有负反馈,在高频下通过C1 C3的耦合,可能会使 稳压器的输出端产生有害振荡,C2 C4正是为抑制这种振荡式消除电网端串入的高频干扰而设置的,通常C2 C4取值为0.1∽0.33mF.

b. 调节RL使负载电流为100mA,调节自耦调压器,使7812的输入电压(即整流输出),电压

UI为18V.

第三章 注要事项

三端集成稳压器虽然应用电路简单,外围元件很少,但若使用不当,同样会出现稳压器被击坏或稳压效果不良的 现象所以在使胳必须注意以下几个问题。

3.1 要防止产生自激振荡

三端集成稳压器内总电路言放大级数多,开环增益高。工作于闭环深度负反馈状态。若不采取适当补偿移相的措施。则在分布电容。电感的作用下,电路可能产生高频振荡,从而影响稳器的正常工作。

3.2 要防止稳压器损坏

虽然三端稳压器内部电路有过流,过热及调整管安全工作等保护功能,但在使用中应注意以下几具问题经防稳压器损坏

a 防止输入端对地短路 b 防止输入端和输出端接反

c 防止输入端滤波波电路断路 d 防止输出端与其他高压电路连接 e 稳压器接地端不得开路

3.3 在集成稳压器输出端加装自激电容

万一输入端发生短路时,该电路的放电电流将使稳压器内的调整管损坏。为防止这种现象的发生可在输出,。输入端之间接一大电流二极管

3.4 减小输出电压汶波应加电容器

在使用可调式稳压器时为减小输出电压纹波,应在稳压器调整端与地之间接入一个10uF电容器,

3.5注意电路连接布局

为了提高稳压性能,应注意电路的连接布局,一般稳压电路不能离滤波电路太远,另外,输入线输出线和地线就分开布设,采用较粗的导线且要焊牢。

3.6 集成稳压器采取散热措施

三端集成稳压器是一个功率器件,它的最大功耗取决于内部调整管的最大温度,因此,要保证集成稳压器能够在额定输出电流下正常工作,就必须为集成稳压器,条取适当的散热措施,稳压器的散热能力越强,它所承受的功率也就越大。

3.7应考虑输出电压是否可以调整

选用三端集成稳压器时,首先要考虑的是输出电压是否要求可以调整。若不需调整输出电压,则可选用输出固定电压的稳压器。若要调整输出电压,则应选 用可调式稳压器,稳压器类型选定后,就要进行参数的选择,其中最重要的参数就是需要输出的最大电流值,这样大致便可确定出集成电路的型号。然后再审查一下所先稳压器的其它参数能否满足使用的要求。

结论:

通过三端直流稳压电源的设计报告,使我的对直流稳压电源有更深一步的了解和巩固,从大致上可以了解设计产品的方法,具有调试电子产品的技能和分析工作原理的技能。但是在三端直流稳压电路的设计过程当中,又有许多不足的地方,比如说对各种参数的计算不是那么准确,电压的稳定性不是那么好。这说明了还要加强学习,以便今后向更深层次发展。


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