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可调直流稳压电源电路的设计方法唐金元 , 王 翠珍海军航空工程学院 青岛分院 山东青岛摘 要 简要介绍可调 直流稳 压 电源电路 的 种设 计方案 , 并较详细 地 阐述 了一 种 应 用三 端稳 压 集成 电路的电路设计方 法 , 该 电路利用和电压补偿电路 以 及软启 动电路较好地解决 了输出 电压从起调和 输 出软。启动的 问题关键词 连 续可 调 直流 电源电路 软启动 电压补偿中图分类号文献标识码文章编号一一一,一,一。,一引 言,电子电路要正 常工作 电源必不可少 并且 电源性能、对电路 电子仪器和电子设备的使用 寿命 使用性能等影,响很大 尤其在带有感性负载的电路和设备 如电机 中。,对电源 的性能要求更高在很多应用直流电机的场合中要求为电机驱动电路提供个其输出能从开始连续可调 一,。的直流电源 并且 要 求 电源有保护功能实际上就是要求设计一个具有足够调压 范围和带负载能。力的直流稳压 电源电路 该电路 的设计关键在于稳压 电,路的设计 其要求是输出电压从 开始连续可 调 所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调 输出电。,压应能够适应所带负载的启动性能 此外 电路还 必须简, 。单 可靠 能够输出足够大的电流电路的设计,符合上述要求的电源电路的设计方法有很多种 比较简单的有 种。晶体管串联 式直流稳 压 电路 电路框图如图所示 , 该电路中 , 输出电压以, 经取样 电路取样后得到取样,电压 取样电压 与基准电压进行 比较得到误差电压 该误,差电压对调整管的工作状态进行调整 从而使输 出电压发生变化 , 该变化与由于 供电电压 , 发生 变化引起 的输 出一一收稿日期,电压的变化正好相反 从而保证输出电压为恒定值 稳。,压值因输出电压要求从起实现连续可 调 因此要在,基准电压处设计辅助电源 用于 控制输 出电压 能够从。开始调节图串联式稳压电源电路,单纯的串联式直流稳压电源 电路很简单 但增加辅助,电源后 电路比较复杂 由于都采用分立元件 电路的可靠。性难以保证。,采用三端集成稳压 器电路 如图 所示 他采用,输出电压可调且 内部有过载保护的三端集成稳压器 输出,电压调整范围较宽 设计一 电压补偿电路可实现输出电压从,起连续可调 因要求电路具有很强 的带负载能力。需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能 该电,、。路所用器件较少 成本低且组装方便 可靠性高。用单片机制作 的可 调直流稳 压 电源 该电路采,用可 控硅作为第一 级调压元件 用稳压 电源芯 片,单片机控作为第二 级 调压 元件 通 过,制继 电器改变电阻网络的阻值 从而改变调压元件的外围,参数并加上软启动电路 获得。一步长 驱 动,能力可达同时可 以显 示 电源 电压值和输出电流值的,、。载保护电路 具有稳压精度高 工作可靠等特点 其输出大小。的,电压的调节原理如图 所示 由于脚之间可调式集成稳压器的电压为一稳定的基准电压,故有矶一 认兽一兽上、其中 , 为固定电阻 , 故调节可以调节输出电压, 并图电路结构框 图且的最小值为。、其硬件电路主要包括变压器 整流滤波电路 压差控制电路 、 稳压及输出电压控制电路、 电压电流采样电路、 掉卜。、,电前重要数据存储电路 单片机 键盘显示 等几部分 硬件二部分原理 图如图。所示键盘显示,。从箱甘阳整滤稳压输出变流波单片机输出电器压图拾出电压 可调的直流德压 电源 电路原理 图压控制滤波稳压输出现电压电流采样。因要求输出电压从电压 补偿 电路 的设计,起调集成稳压器不能直接满足要求 需设计一个正端压差控制,。卜电压补偿电路 抵消的最小输出电压 电压补偿电路 由电阻。 和二极管。组成取样电阻一队一,为的 脚电压。 为输出电压 。 为二软启动电路式中正压,压,于极管的即为补偿电其值略大的用单片机制作的 直流穗压可调 电源向 降图基准电压。这里用 只串联的锗材料整流二极、正 负 端 压差 控制 电 路 的 作 用是减 少和。,。 达到与 。管的导通压降来实现 当调节减少 使输人端和输出端的压差 以降低和,。,逐渐增大相等时 输 出电压即 为之后 当调节。,。,的功耗稳压电 路 由三 端 稳压芯 片负压 用即由由于负载电流流过的时开始增大故,。及外围器件组成 输出电压控制电路采用继电器最大工作电流应能适应负载电流的要求中用于图。,。控制的电阻网络电阻网络的每个电阻都需要精密匹配给 提供工作电流。电阻的精密程度直接影响输出电压 的精度 电压 电流采样电路由单片机控制实时对当前电压电流进行采样 , 以修、。宙 代正输出电压值 掉 电前重要数据存储电路用 以保存当前,训设置 的电压 值 可 以 方便用户在重新上电后不用设置 而尸。且也不会 因为电压值过高损坏用户设备、,范围图输出电压调 节原理该电源稳定性好 精度高 并且能够输出士,。,内的可调直流电压 且其性能优于传统的可调直流稳压 电软启动电路设计 软启动 电路由晶体管电阻,组成 。 其作用是使电路输出电压。 有一源 但是电路 比较复杂 成本较高 使用 于 要求较高的场。 ,和电容器。,个缓慢的上升过程以适应感性负载 如直流电机 的启动合在实际 中 如果 对电路的要 求不 太高 这种情况 较,。,多多采用第二种设计方案特性 当输人电压接人时 因 上 的电压不能突变 故,的脚电位实际 电路的设计因基极电位较高而饱 和导通 使和,的基极电位下都很低 故很小 随着 的充电,电路采用三端集成稳压器电路方案 电路原理图如图降 其集电极电位 即升高 使认 升高 因 队 为一稳所示。其中为三端集成稳压器。 晶体管,阻 。 , 和定电压 , 所 以。 也升高 。 当充满电时 ,被截止 , 启动电容器。和二极管组成电压电路失去作用 ,。组成软启动电路 电阻。 也达到设定值 启动的时间可 以通过改。补偿电路 电容为输出滤波电容变 和 的值进行调整三端集成稳压器及其调压原理。图 中改进方案 由于该电路的输出电压的调整完全依采用 了,赖电电位器,因此,系列三端集成稳压器 其输出电压调节的改变的改变范围较大 这样在输范围可达一,内部带有过,输出电流可达出电压 的调整过程中容易调 过头或调不足 要准确地 实。,现宽范围的电压任一 电压有些调整 比较麻烦 必表电载特性路负,须反复调整 只依赖 是比较困难的 如果将电位器 用负载电流一个电位器 尺档,和电阻串联实现 通过一个开关实现输出电压档,电阻的改变从而改变输出电压 的范围 并在所选择 的负载电流输出电压范围内通 过改 变电位器的阻值得到所需要输出电压。的准确的直流电压输出 电路如图所示表额定负载下电网波动士时输出电压变化品电网 电压精出 电压刀一图电压调 整部分 电路图的方法解决系列输出电压不能从开始起调的。问题 软启动电路的引人适应负载的启动特性 电路的。电路 主要测试数据 接上 电源变压 器和整流滤、。结构简单 功能完善 可靠性高波电路以后对电路进行测试的结果为 电路在负载为时输出电压 调 整范 围如表 所示 在输出电压 为额定值参 考 文 献。下的负载特性如表 所示 电网电压 波动士负载电流情况下输出电压如表所示。电源设计指南,衰 输出电压调节范围沈德鸿 沈旭 译 北 京高等教育出版社,负载电流杨成才 软开 关电源技术及 电路设计北京 电子工业扮出电压出版社,沙占有 , 王彦明 , 孟 志勇 单片开关电源最新应用技术结 语,北京 机械工业出版社曲学基 , 王 增益 ,曲敬恺 稳定电源 电路设 计北京 电,子工业 出版社,该稳压 电路应用三端集成稳压 电器 并加入补偿电压唐元 男,工硕士,。从通与领的与工, 已发论文。作者简介金年出生教授主要事航空信导航城教学科研作表余篇学王翠珍 女 ,年出生 , 副教授 。主要从事电子技 术教 学、 实验和 侧试 工 作 ,在电路设计 、电子 测 量技术等方 面 有丰富的经 验 , 发表论 文余篇 。上接 第页,电容降压 半波整流 电容滤波 稳压二极管稳压常见 的简参考文献。但注意的是电路接地端与交流相连。单稳压电源调整时要特别注意安全。吴治隆 电路分析基础重庆 重庆大学出版社 ,童诗白 华成英 模拟电路基础北京 高等教育出版社结 语阎石 数字电子技术基础,根据设计制作出的音控装置达到任意控制路输出北京 高等教育出版社。可使前 电子工业 部半导体专业 情报网 中国半导体器件数据手册的目的 功能为 间断掌声 间断时间大于第三册北京 ,几路或 路都同时通 电 连续掌声 间断时间小于宋泽清 新 型 声光 控开 关 的 制作 仁,可选择任意路通电 连续掌声加间断掌声可使后几路或第无线 电一,路都同时通 电 第掌声使复位 但通 电的路数苏成富 自制家电红 外遥 控交流 开 关电子世界 ,。仍保持通 电,复位后 也可 以采用前述的间断掌声一或连续掌声切断欲关断的路数。如果要 简单地切断任意,触发器的异步复位端由接地 改 为一路输出 可将双,接进制计数器的。当为高电平,付翔龚晓锋 周林 基 于 全 国短 波网络监 测 系统的语音功输出端,。,路触发器都被复位路输出都被切断一一能的实现现代电子技术