[组图]直流稳压电源

一、串联型直流稳压电源
    电路框图如图１所示，电路基本原理如图２所示。由采样、放大、调整管等电路构成负反馈。采样电压ＵS和基准电压ＵZ比较放大后，得到的信号控制调整管的基极电压，使输出电压稳定。当电网电压有波动时，即输入电压ＵAA有波动，设ＵAA上升，则输出电压ＵDD也上升，ＵS增加，使晶体管９０１３的ＩB和ＩC增大和Ｒ１５两端电压差增大，ＵCC减小，从而使ＵDD减小，结果输出电压趋于稳定。反之，当ＵAA下降时，变化电压经采样、放大后，使ＵCC增高，从而使输出电压ＵDD跟着上升。根据要求，取Ｒ８＝３．３ｋΩ，Ｒ９＝１ｋΩ，ＲＷ１＝２ｋΩ，ＵZ＝６Ｖ，则输出电压范围为：８Ｖ～１３Ｖ。调节ＲＷ１可改变输出电压。这里调整管两端电压为（Ｕｉ－Ｕｏ）（图１），所以调整管最大功耗为：ＰＣＭ＝（Ｕｉ－Ｕｏ）（１＋１５％）×ＩＯMAX＝１８Ｗ。由于电网电压允许在＋１５％～－２０％内波动，在电网电压下降时，电路能满足题设指标的要求。在电网电压上升时，若没有补偿电路，即ＵAA电压上升，虽然负反馈能调整输出电压，但由于负反馈有一定的积累，使输出电压不能达到希望的稳压输出，即达不到指标要求，所以特别采用图３的Ｎ１１（９０１３）和稳压管Ｚ３、Ｚ４（２ＣＷ１６）组成补偿回路来满足指标。２ＣＷ１６稳压值为９Ｖ，当ＵAA大于１８．７Ｖ时，Ｎ１１导通，吸取一部分流入基准稳压管Ｚ１电流，使基准源电压有所下降，来抵消没有补偿电路时的积累电压，保证输出电压ＵDD稳定不变，这使得电网电压上升时其稳定效果特别好。
    限流电路如图４所示，采样电阻Ｒ１７为０．５Ω，调节ＲＷ２得到参考电压ＵREF。当采样电压ＵBB大于参考电压ＵREF时，比较器ＯＰ－Ａ输出电压下降，使ＵCC跟着下降，但是输出电流保持不变。短路保护及自动恢复电路如图５所示：当整机正常工作时，比较器ＯＰ－Ｂ的Ｕ－小于Ｕ＋，比较器输出高电平，使Ｎ１２饱和导通，从而使ＵCC下降到０．１Ｖ左右，结果调整管截止使输出电压为０。当故障排除后，由于Ｒ５的存在，使Ｕ－电压上升，并超过１Ｖ时，比较器输出为０，Ｎ１２截止，ＵCC上升，整机恢复正常工作。
    二、负载接地式稳流源
    本电路采用负载接地式电压电流转换器，实际电路如图６所示。由运放与晶体管（９０１３）组成电压跟器，ＵCB＝ＵAB，ＵDB＝ＵCB－０．７Ｖ，而负载电流Ｉ１＝ＩC＝ＩE＝ＵDB／（ＲＷ１＋Ｒ２）＝（ＵAB－０．７Ｖ）／（ＲＷ１＋Ｒ２），所以Ｉ１与ＵAB成正比，而与（ＲＷ１＋Ｒ２）成反比。若ＵAB不变，改变ＲＷ１可改变输出电流的大小。输入电压为１２Ｖ，稳压管Ｚ１提供基准电压为６Ｖ，以Ｂ点为参考点，由ＲＷ２分压后取ＵAB＝３Ｖ，由上述原理得Ｉ１＝（３－０．７）／（Ｒ２＋ＲＷ２）。用高β（放大倍数值）的３ＣＤ１１１作输出级，改善稳定系数。
    三、ＤＣ－ＤＣ变换器
    ＤＣ－ＤＣ变换器采用单端反激式升压电路，如图７所示。其原理为：当开关管ＶＴ导通时，磁芯变压器初级电压近似为输入电压Ｕｉ，次级整流管ＶＤ反向截止没有电流，磁芯变压器储能。当ＶＴ关断时，各绕组电压反向，整流管ＶＤ正向导通，磁芯变压器存储的能量通过ＶＤ向负载释放。变换器部分的电路如图８所示。时基电路５５５和外围元件产生脉冲信号用以控制开关管。开关管（复合）Ｎ４、Ｎ５、磁芯变压器Ｔ４、整流管Ｄ１及滤波电容Ｃ９组成升压电路。
    变频稳压电路由Ｒ４、Ｒ５、ＲＷ及比较放大器Ｎ３组成稳压反馈回路，控制时基电路５５５的输出脉冲频率。三极管（ＴＩＰ４１２）也反馈控制时基电路输出脉冲频率，同时三极管（ＴＩＰ４１２）对开关管还有保护作用。
    用时基电路５５５的输出脉冲信号控制开关管，在开关管导通后，磁芯变压器初级电压近似等于输入电压，初级产生一个瞬时大电流，产生磁场存储能量。在开关管关断后，由于磁通的连续性，在次级产生高压，通过高反压二极管Ｄ１给滤波电容Ｃ９充电，供给负载。磁芯变压器的变比Ｎ１∶Ｎ２＝１８∶２５０，保证输入电压为９Ｖ时，在次级产生１００Ｖ以上的高压。输出电压通过取样电路和误差放大并反馈控制时基电路５５５的复位端{4}脚，调整其工作频率达到稳压。在负载增大时，频率增大，保证有足够的能量耦合到次级的输出回路。当初级回路电流增大时，会促使ＴＩＰ４１２导通，此时反馈回路送给５５５时基电路的{6}脚（ＴＨＲ）为高电平，使{3}脚输出电平为０，进而开关管截止，用以调整５５５输出脉冲信号的频率，同时避免开关管的过流。本文有关的数显电路，因无具体电路从略。