可调直流稳压（共7篇）
可调直流稳压 篇1
0引言
由于数控可调直流稳压电源在电子信息系统、电力设备、教学、科研中广泛应用。随着电子技术的发展,电子设备在人们的生活和生产中的地位也越来越重要,许多的电子设备对所需的电源也提出了更高的要求。
针对许多电子设备不能直接运用市电直接提供的交流电源 (AC),有的要求输出电源稳定且要求有不同档位的电源为其供电等问题,因此数控可调直流稳压电源则成为近年来不断研究和发展的新方向。它在传统电源的基础上增加了数字控制部分本文主要对硬件电路进行设计,可以改变电压的输出范围和步进系数。使得新型的数控直流稳压电源具有性能高、尺寸小、质量轻,低功耗,稳定度高、可靠性好、成本低、输出电压可以步进控制。从而克服了普通电源只能输出恒定电压值的缺点,提高电源的通用性。
1 硬件总体方案设计
本设计采用中、小规模的集成电路来构成的数控可调直流稳压电源。
变压、整流、滤波电路 :将电网中的交流电降压为所需要的电压范围内,在经过整流电路将交流电变换为脉动的直流 ;滤波电路是将脉动的直流滤除杂波变为比较光滑的直流。
时钟脉冲控制电路 :时钟脉冲控制电路的作用就是为数字控制部分提供一个时基信号,它的核心芯片可以由4017构成。
高低电压档转换控制开关 :内部由电阻,选择开关及发光二极管组成,用于控制高低电压档的转换。
步进电压控制电路 :由电阻、发光二极管、三极管、拨动开关组成。
可调三端稳压器 :可调式三端稳压器LM317是本电源的核心,其输出电压在1.25V ~ 37V之间连续 可调。稳压器把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出,并按技术指标实现输出电压可在3V ~ 30V之间可调。
稳压输出及显示电路 :当步进电压控制电路中的拨动开关拨动时,可调式三端稳压器LM317通过稳压输出及显示电路稳压输出对应的电压,同时拨动开关对应的发光二极管点亮。
2 单元电路设计
2.1 变压整流滤波电路的设计
变压整流滤波电路由电源变压器、桥式整流电路、滤波电路组成。
220V交流电压经过变压器分别降压至交流20V、12V,20V交流电压经整流滤波后供给稳压电路核心芯片LM317工作。12V交流电压经整流滤波后经过一个由LM7805稳压集成电路后变成的 +5V的直流电压供给电路中的芯片和时钟发生器等工作。
2.2 时钟脉冲控制电路和步进电压控制电路
时钟脉冲控制电路和步进电压控制电路由计数 / 分配器集成电路(CD4017)、CD4011、电阻器、电容器、晶体管和发光二极管等组成。其电路原理图如图1所示。
图1中,时钟发生器提供的计数脉冲,经CLK脚(14脚)输入到4017芯片。每计数一次Q0 ~ Q9依次输出高电平,每次只有一个Q端保持高电平,再经过步进电压控制电路中对应的发光二极管,使发光二极管像跑马灯一样轮流点亮,处于扫描状态(此时步进电压控制电路中的所有开关处于断开状态)。当闭合任意一个步进电压控制电路中的开关Sn时,Qn高电平经由开关加至(13 脚),端得到高电平后保持原状态,停止计数,其对应的Qn端维持输出高电平,因此只有Sn对应的发光二极管点亮,同时其对应的晶体管Qn导通,通过步进电压控制电路中的R9电阻接至LM317的调整端输出相应电压。由此可见,随着不同开关Sn闭合,步进电压控制电路接到LM317调整端的电阻值依次变化,实现步进输出电压的目的。
2.3 输出电路
输出电路如图2所示。主要由多谐振荡器、晶体管、12V直流继电器、稳压二极管等元器件组成。当多谐振荡器发出时钟脉冲后,晶体管T1、T2导通使继电器线圈的一端得电。电阻器R1接滤波电路的输出端,得电后使继电器线圈的另一端得电。
2.4 高低电压档转换电路
高低电压档转换电路由两部分组成,如图3所示。一部分是高低电压档显示部分,由2个电阻器 (R39、R40)、微型动合开关及2个发光二极管组成,当微型动合开关置于低电压档位时,发光二极管L11点亮 ;当置于高电压档位时,发光二极管L12点亮。
若取发光二极管的导通电流为5m A,则有
(VCC- VDD)/R39=5mA
式中VDD为R39上的压降,在这里取Vdd=1V,所以有(5 - 1)/R39=5 m A,计算得R39≈1K。
另一部分是高低电压档控制部分,当微型动 合开关置 于低电压 档位时,R32与LM317的调整端ADJ连接,此时Uout1=1.25(1+RP2/R32),电路输出电压范围为3V ~ 16.5V ;当置于高电压档位时,R31与LM317的调整端ADJ连接,此时Uout2=1.25(1+RP2/R31),电路输出电压范围为16.5V ~ 30V。其中R31阻值为100,R32 的阻值为1.2K,由于R31的阻值小于R32,所以Uout2≥Uout1,因此实现高低电压转换的功能。
3 结语
在数控可调直流稳压电源系统中,采用了数字控制的方法,在输出电压量值实现多档位输出,克服传统电源只能固定输出的不足,使得通用性得到提高。但在精度和稳定度方面需要进一步研究,使数控可调直流稳压电源性能更加完善。
可调数字稳压电源设计 篇2
电源是电子设备的心脏部分, 其质量的好坏将会直接影响到其可靠性，并且多数其电子设备所发生地故障60%来自源，所以电源是用电器设备必不可少的能源动力, 他的稳定性和可靠性固然非常重要。在进行设计时除了满足稳压电源的基本输出电压电流功能外, 利用数字电路技术, 将其应用到稳压电源中, 来实现其可以控制和可调性。并能够去适用于多种电压范围调控, 可以设计外带有多种输出接口。因此本文设计了本文设计了一款可调直流稳压电源，该电源具有实用方便、体积小、效率高等的特点，并带有保护及过压、过流点可连续设置等功能，并且输出电压可通过触控开关实现调节和控制。
2. 数控稳压电源整体设计框图
数控直流稳压电源。主要包括三大部分：键盘控制部分、D/A转换部分及电压调节部分。其组成框图如图1所示
3.部分电路设计
1．整流、滤波电路设计
首先确定整流电路结构为桥式电路;滤波选用电容滤波。电路如图2所示。
在整流滤波部分电容的选取能够很好的抑制干扰，因此选用电解电容其值为1000µF，耐压为50V。另外为了滤除高频干扰在滤波电容两端并联一个0.01～0.1µF的高频瓷片电容。
2．可调稳压电路设计
为了满足稳压电源最大输出电流500mA的要求，可调稳压电路选用三端集成稳压器LM317，该稳压器的最大输出电流可达1.5A，稳压系数、输出电阻、纹波大小等性能指标均能满足设计要求。要使稳压电源能在2～9V之间调节，电路如下图3所示。
LM317的输出电压范围为2～9V, 步进电压1 V, 分为8挡输出。
3．数字控制电路设计
数字控制电路采用计数器，选用的是可逆二进制计数器。74LS193就是双时钟4位二进制同步可逆计数器。计数器数字输出采用增加和减少实现键控，按下“+”或“-”键，将会产生加脉冲和减脉冲为74LS193的CP+或CP-端提供脉冲，从而控制193工作。将193的输出低三位输入一路接三八译码器，选通对应电阻，一路接加法器，用以输入至七段数码管显示。
4．辅助电源设计
要完成D/A转换及可调稳压器的正常工作，需要设计一个辅助电源可以输出5V电压，供各芯片使用。
在电源控制电路中对于很多的电子元器件多采用5V供电，因此采用三端集成稳压器CW7805实现输出。原理图如图4所示。
结束语：
该数字电源可以实现可调并能够在较宽的电源波动范围内稳定使用, 能偶用于多种电压范围调控, 还外带有多种接口输出电路。优点在于使用方便, 便于携带并且稳定性和可靠性高，且成本低廉。
参考文献
[1]李凯简易数控直流电源设计
[2]童诗白华成英.模拟电子技术基础第三版高等教育出版社.2001.1
浅谈三端可调集成稳压器的应用 篇3
对于各种各样的电子设备,供电是一个必不可少的重要环节。这些电子设备,都必须使用直流电才能工作。在实际应用中,通常都是将交流电转变为直流电,然后采取相应的稳压措施来保证电子设备正常工作。所以说,稳压器是电子设备中不可缺少的部分。
1 三端可调集成稳压器的发展
分立元件组成的稳压器包括电阻、稳压管、比较放大器、三极管等元器件。用特殊电子工艺把全部元器件都制作在一片很小的硅片上,就可制造出集成稳压器。三端固定电压式集成稳压器的产生,极大地简化了电源的设计和制作工作,因此W7800和W7900系列的三端固定电压式集成稳压器被大量生产和广泛使用。由于三端固定电压式集成稳压器只有输入、输出和公共引出端,故称之为三端式稳压器。它由启动电路、基准电压电路、取样比较放大电路、调整电路和保护电路等部分组成。大部分电路都采用了线性集成电路的通用线路理论和技术,如恒流源,能隙式基准电压源,高增益、低漂移误差放大器等。
但电源工作者在使用时仍感到三端固定电压式集成稳压器不是十分方便,因为该种稳压器的输出电压是固定的。当整机所需的电源电压种类较多时,需备用多种稳压器及维修设备。当设备需要非标准输出电压值时,W7800和W7900实现起来就更麻烦了。为此,美国国家半导体公司首创了三端可调式集成稳压器。它保持了三端稳压器的简单方便的特点,又能实现任意输出电压值,因此可以将它作为一种通用化、标准化的集成稳压器产品应用在各种场合。它的型号是正稳压器W317(W117)和负稳压器W337(W137)。
2 三端可调集成稳压器的原理及应用
2.1 电路工作原理
三端可调集成稳压器W317和W337是一种悬浮式串联调整稳压器。相对于固定输出电压集成稳压器,它们外接了两只电阻,只要改变其中一只电阻值,就可得到我们所需的输出电压。其电路如图1和图2所示。它的三个接线端分别是输入端、输出端和公共引出端,由于公共引出端接了可调电阻R2,在这里我们称它为调整端。
2.2 基本使用方法及注意事项
在图1和图2中给出了W317和W337的稳压电路接线方法。下面我们来讨论,在使用时电阻R应取多大数值。以W317为例,它的内部电路有比较放大器、偏置电路、恒流源电路和带隙基准电压等,消耗的内部工作电流都要从输出端流出,该电流构成稳压器的最小负载电流。一般情况该电流小于5mA,若考虑制造偏差,可统一按照10mA考虑。若R1取240Ω应有5mA的最小负载电流。若要求空载时稳压器也保持输出电压恒定,则可将电阻R1改为120Ω。否则,由于稳压器内部工作电流不能从输出端流出,会造成输出电压偏高。W317的输出电压值根据电路及欧姆定律可用下式表示。(基准电压约为1.25V,IADj为调整端电流值)
Uo=1.25V+(1.25/R1+IADj)R2=1.25V(1+R2/R1)+IADjR2
由于W317及W337的调整端电流值IADj和该电流变化量很小,一般情况下,可以忽略第二项,此时
Uo=1.25V(1+R2/R1)
在电路中,固定电阻R1值,调节电阻R2值,就可以获得可调节的输出电压Uo。当R1=240Ω时,R2选6.8k Ω可变电阻或电位器;R1=120Ω时,R2选3.4kΩ可变电阻或电位器,均可获得输出电压为1.25~37V的调节范围。最高输出电压受稳压器最大输入电压及最小输入电压差的限制。
图3给出了W317最标准的应用电路。对于W317稳压器,考虑到其负载可能为容性,而误差放大器在闭环为1∶1的负反馈下工作,为防止电路输出端产生自激振荡,应该在输出端接一只1uF的钽电容或25uF的铝电解电容C3。输出端接入电容后,为防止输入端有可能短路,有必要在输入输出之间接一个保护二极管D1。若输入端绝无短路现象发生,就不必接二极管了。
图3中的W317稳压电路,在其调整端到地端接入了电容C2,可以旁路电阻纹波电压。由于R2上的电压是输出电压的一部分,C2将明显地减小输出的纹波电压,使稳压器的纹波抑制性能变好。当R2阻值较大,即输出电压较高时,效果更好。电容C2增加到10uF时,稳压器可获得80db以上的纹波抑制比。C2再继续增大时,就无明显变化了。但外接电容C2以后,万一稳压器输入端或输出端短路,C2中储存的电荷会通过W317内部的调整管和基准放大管放电而损坏芯片。为此,可增加二极管D2,把D2并接于R1两端,为C2提供放电回路。W337的具体使用电路可仿照图3,各元件作用与W317情况完全相同。
由于W317和W337型三端可调式集成稳压器是依靠外接电阻R1和R2给定输出电压的,所以R1和R2的分压量及接线方法都应注意。一般R1和R2电阻应选用同种材料制成的,例如金属膜电阻,电阻值精度适当要高一些,以保证输出电压值的精确和稳定。电阻R1应紧接在稳压器的输出端和调整端之间,否则输出端流过大电流时产生的附加压降会造成基准电压的变化。电阻R2的接地点则应该与负载电流返回的接地点在一处。否则R2上的压降就附加上负载在地线上的压降部分,造成了输出电压偏差。
2.3 应用技巧和典型电路
W317和W337型三端可调输出电压式稳压器由于设计比较独特,使它能够适合多种稳压电源的需要,并能作为一种标准化、通用化的基础元件在各种场合应用。下面介绍几种典型的应用电路。
2.3.1 高输出电压的稳压电源
一般类型的集成稳压器只适用于输出电压在30V以下的场合。由于耐压的限制,输出电压高于30V时,制作就困难了。而对W317来说,因其接成悬浮式电路,于是可以制作输出电压高于100V的稳压电源。在电路结构上只要提高电阻R2的阻值就能获得很高的输出电压。图4给出了一个输出100V电压的稳压源实用电路。W317电路承受的电压并不高,较高的电压降落在电阻R2上。为防止电路启动时,稳压器承受过大的电压,需要外接一个稳压二极管做保护用,二极管的稳压值必须小于W317能承受的电压值。
2.3.2 慢启动12V电源
利用W317一类三端可调输出电压式稳压器的特点,控制它的调整端可以完成很多具有控制功能的电源。图5是一个慢启动12V正稳压电源。
对于某些负载,因其冷态电阻小,不适宜马上施加满载电压,这时可以采用W317稳压器组成电压缓慢上升的电源。见图5,在电阻R2上并联一只三极管3CG3,三极管基极再接一只电阻R3和一只电容C2,它们组成RC充电回路。电源接通时,由于电容电压不能突变,3CG4的发射极基极注入较大,管子饱和导通,将电路R2短路。此时,稳压器输出电压约为(1.25V+0.25V)=1.5V。随着电容C2充电,三极管逐渐退出饱和区,其集电极发射极电压增大,电阻R2上的电压增大,稳压器输出电压慢慢升高。C2充电完毕,三极管截止,稳压器输出达到标定值12V。稳压电源的启动速度由时间常数R2C2决定。
2.3.3 具有电子关闭作用的5V输出电源
图6的电路可用于5V数字电路的电源。从控制端送入控制脉冲信号可以改变电源的输出电压值。当控制端为高电平时,三极管T饱和,将电阻R2短路,输出电压约1.5V,控制端为低电平时,三极管T截止,R2上的电压恢复,稳压电源的输出恢复为5V。
3 结束语
对于三端可调输出电压式稳压器还可以设计不少具体应用电路,只要掌握了它的基本规律,即维持输出端与调整端之间电压不变的能力和调整端的可控性,就不难设计出适合各种实际应用的电路来。
摘要：介绍了三端可调集成稳压器W317和W337的工作原理和使用注意事项,重点介绍由W317和W337制成的几种实用的典型电路。
关键词：集成稳压器,纹波电压,稳压精度
参考文献
[1]康华光.电子技术基础模拟部分(第四版)[M].北京:高等教育出版社,1999.
[2]刘畅生.新型集成电路使用手册及应用实例[Z].西安:西安电子科技大学出版社,2003.
可调直流稳压 篇4
随着计算机在人们日常生活和工作中的日益普及, 计算机辅助教学是当今教育领域的重要内容, 是实现教育现代化的重要手段。计算机仿真技术应用于教学是教育技术发展的一个飞跃。如何将现代先进科学技术应用于教育教学, 以达到优化教学过程, 增强教学效果, 提高教学效率和质量是教育技术学研究的重要内容之一。计算机仿真软件Proteus的出现和发展为先进教育理念与电子电路课堂教学的结合提供了良好的条件。
本文以设计了一个稳压电源为例, 并利用Porteus软件进行了仿真调试。通过稳压电源的设计过程, 充分体现Proteus软件在模拟电子电路设计和调试中的实用性。
(二) 利用Proteus构建虚拟实验室
Proteus嵌入式系统仿真与开发平台是由英国Labcenter公司开发的, 是目前世界上最先进最完善的电路设计与仿真平台之一。Proteus软件可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路、单片机及外围元器件进行系统仿真。
Proteus软件提供了丰富的测试信号用于电路测试。对电路系统的教学, 学生的实验、课程设计、毕业设计、电子设计竞赛等都有很大的帮助。通过动态器件如电机、LED、LCD开关等, 配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等, 可以实时看到运行后的输入输出的效果。
(三) 利用Proteus设计电路与仿真实例
下面通过三端可调稳压电源电路来简要说明Proteus在应用电子技术教学中的应用。
1. 三端可调输出稳压电路工作原理
三端可调输出稳压电路如图1所示, D1~D4为桥式整流二极管, 19V的交流电经过整流滤波后, 得到稳定的直流电压送到三端稳压集成电路LM317L的Vi端子 (3脚) 。
由于LM317L具有这样的特性:电压送到Vi端子后, 便可保持其输出Vo端子 (2脚) 比ADJ端子 (1脚) 的电压高1.25V。因此, 只需要用很小的电流来调节ADJ端子的电压, 便可在输出Vo端子得到比较大的电流, 并且电压比ADJ端子高出恒定值1.25V。可以通过改变电位器抽头位置来改变输出电压。
理论分析:
由于其基准电流IREF≈50uA, 可以忽略, 基准电压UREF≈1.25V, 所以有
当电位器的抽头滑到最上端时, RV1=0ΩRV2=200Ω输出电压为最大值:
当电位器的抽头滑到最下端时, RV1=200ΩRV2=0Ω输出电压为最小值:
2. 电路原理图的绘制
(1) 查找元器件:打开proteus的元器件查询窗口, 查找实验所需元器件, 该软件含有丰富的元件库, 在选中Component图标后, 点击工具栏中的字母P模样的控件, 通过输入关键词的方式就可以查找各类元器件了。如果不知道所需的这个元件的英文名称, 可用分类查找的方式进行查找, 即在元器件分类窗口中选择元器件的类型, 如图2所示。对所查找的元器件的参数可以通过属性进行修改。
(2) 连接电路图:找到所需要的元器件后, 在元器件窗口中用鼠标左键双击元件名, 把元件加到元件列表窗口, 再在元件列表窗口中用鼠标左键单击选中这个元器件。放在图2中所要放的位置, Proteus具有自动捕捉节点和自动布线的功能。连线时当鼠标的指针靠近一个对象的引脚时, 跟着鼠标的指针就会出现一个”×”提示符号, 点击鼠标左键即可进行连线了, 完成原理图的绘制, 如图1所示。
3. 仿真结果
改变电位器RV2抽头的位置, 可以改变分压电阻的大小, 最后在Proteus中点击运行按钮可观察仿真结果。
(1) 当电位器的抽头滑到最上端时, 仿真电压的输出V=7.52011V, 图3所示。
理论分析:
(2) 当电位器的抽头滑到最下端时, 仿真电压的输出V=2.52266V, 图4所示。
理论分析:
由此可见:仿真结果与理论计算完全一致。
(四) 结束语
Proteus不仅可以作为学校实验的模拟仿真平台, 也可以作为个人工作室的仿真实验平台。作为电子信息类相关专业的学生和工程技术人员, 在学习了该软件后, 可以充分地利用它所提供的资源, 帮助自己提高工程应用能力。在教学中利用该软件, 可使得原来枯燥无味的理论知识变得生动起来, 有助于培养学生的创新素质和创造能力。
参考文献
[1]周润景, 张丽娜, 刘印群.PROTEUS入门实用教程[M].北京:机械工业出版社, 2007.
[2]黄跃华张钰玲.模拟电子技术[M].北京:北京理工大学出版社, 2009.
智能直流稳压电源 篇5
随着电力电子技术的迅速发展, 直流电源应用非常广泛, 小至家用电器的供电电源, 大至大型发电厂、水电厂、超高压变电站、无人值守变电站作为控制、信号、保护、自动重合闸操作、事故照明、直流油泵、, 各种直流操作机构的分合闸, 二次回路的仪表, 自动化装置的控制交流不停电电源等用电装置的直流供电电源。与此同时直流电源的好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能, 目前, 市场上各种直流电源的基本环节大致相同, 都包括交流电源、交流变压器 (有时可以不用) 、整流电路、滤波稳压电路等。针对以上概述, 我们设计了一套足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路, 要求是输出电压连续可调;所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调;输出电压应通过AD转换电路以及单片机自动控制电路实现了输出电压动态实时显示能够适应所带负载的启动性能。
1 系统方案
1.1 设计方案
1) 晶体管串联式直流稳压电路
电路框图如图1所示, 输出电压UO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, 对调整管的工作状态进行调整, 从而使输出电压发生变化, 与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反, 从而保证输出电压UO为恒定值 (稳压值) 。
2) 采用三端集成稳压器电路
如图2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0 V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。
3) 用单片机制作的可调直流稳压电源
该电路可通过AT89CS51单片机控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, 使用软启动电路, 获得3~26 V, 驱动能力可达1.5A。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、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分。
4) 整流电路的方案论证
桥式整流电路利用变压器的一个副边绕组和4个二极管, 使得在交流电源的正、负半周内, 整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。
5) 滤波电路的方案论证
利用电容两端电压不能突变的特性, 实现滤波。电容滤波电路简单, 负载直流电压较高, 纹波也较小, 但输出特性欠缺, 适用于负载电压较高, 负载变动不大的场合。
6) 数显电路方案论证
利用单片机对ADC0809的接口技术可实现对输入模拟量的动态实时显示。
1.2 具体电路
说明:如图3原理图中包含了采样电路, 基准电路, 比较放大电路, 调整电路以及过载电路;本基础电路的输出端 (可看作C3两端) 即可实现对电池等的充电功能, 通过调节滑动变阻器R5的阻值, 可实现对不同型号电池的充电功能;采用两个放大器, 两放大器输出电压大小相等、符号相反;在两放大器输出端分别加一个电阻, 保证最大输出电压;使用集成芯片DAC0832, ADC0809。
摘要：随着时代的发展, 数字电子技术已经普及到我们生活, 工作, 科研, 各个领域, 本文将介绍一种可调数显直流稳压电源, 本电源由模拟电源电路 (降压、整流、滤波、稳压电路) 、数模转换电路、控制电路、数显电路4部分组成。准确地说, 就是模拟电源提供各个芯片电源、数码管、放大器所需电压;显示电路用于显示电源输出电压的大小。同时分析了数字技术和模拟技术相互转换的概念。与传统的稳压电源相比具有操作方便, 电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
关键词：三端可调正稳压器LM317,单片机AT89S51,模数转换芯片
参考文献
[1]狄京等主编.电子工艺实习教程.中国矿业大学出版社.
[2]胡汉才编著.单片机原理及其接口技术.清华大学出版社.
[3]康华光编著.电子技术基础 (模拟部分) .高等教育出版社.
直流稳压电源设计 篇6
许多电路需要稳定的低压电源供电, 我们可以用直流稳压电源为电路提供稳定的电压, 但是由于实验室用的直流稳压电源仪器体积庞大, 不易移动, 而且功耗较高, 不适合对大量电路进行供电, 因此可以用LM78系列和LM79系列稳压芯片为电路提供稳定电压, 这样不仅可以节省成本, 还可以减小功耗。
1 LM78 系列以及 LM79 系 列恒压源电路设计以及原理
在仿真电路图1中, 变压器U1的作用是将220V, 50HZ的交流电转化为电压有效值为18V的交流电。整流桥的作用为将极性变化的交流电转化成极性不变的电流。对于LM78系列, LINE VOLT-AGE接输入电压正 , COMMON接地 , VREG接输出 , 供电电压要高于输出电压至少3V。对于LM79系列, LINE VOLTAGE接输入电压负, COMMON接地, VREG接输出, 供电电压要高于输出电压至少3V, 否则输出电压不稳定。其中, 输入端加电解电容C2, C13可以抑制工频干扰, 所谓工频干扰, 就是市电电压的频率为50Hz, 它会以电磁波的辐射形式, 对电气设备和电子设备造成干扰, 导致设备运行异常, 因此要加电解电容, 将干扰过滤掉。瓷片电容C1, C14可以抑制高频干扰, 所谓高频干扰, 就是当高、中压变电站内开关分、合操作时都会产生高频阻尼振荡波, 变压器在将220V, 50HZ的高压电转换为交流低压电时, 有可能会产生高频阻尼振荡波, 从而影响电路的工作, 因此要加瓷片电容, 另外输出端加电容C3, C4, C15, C16可以抑制电压输出毛刺的干扰 , 所谓毛刺干扰 , 就是输出本应为恒定的电压值, 但是可能会在某个时段出现跳变, 这样会对使用该供电电路的电路造成影响, 因此要加瓷片电容和电解电容。文章以LM7815和LM7915为例, 仿真电路图如图1所示。
LM78系列中所 有芯片的 电路设计 均可以按 照图1中的LM7815设计 , LM79系列中所有芯片的电路设计均可以按照图1中的LM7915设计, 在设计的时候需要注意的是要选择好变压器, 变压器输出的电压要满足芯片的电压需求, 否则会损坏芯片。另外, 在用PCB板制作该电路时, 要在LM78和LM79芯片后端加散热片, 因为这两种芯片在工作时, 会产生大量的热量, 如果散热不及时, 会影响芯片的工作效果。
2 LM78 系列以及 LM79 系 列恒压源电路测量结果
通过仿真, 可以得出LM7815电源电路的输出电压为15.555V, LM7915电源电路的输出电压为-15.611V。从而可以推出LM78系列和LM79系列直流稳压电源电路能够输出稳定的电压。
3 电路的优化
在设计电路的时候, 有的时候可以将多个LM78系列和LM79系列芯片设计在一块供电电路板上, 从而可以让供电电路板同时给多个电路进行同时供电, 在设计的过程中, 输出电压低的LM78芯片和LM79系列可以用输出电压高的LM78电源芯片和LM79芯片供电, 设计的电路图如图2所示, LM7815给LM7812供电, LM7812给LM7805供电, 从而节省变压器和整流桥的使用, 在设计的过程中, 还可以在LM7815的输出端和LM7812的输入端之间加上开关, 在LM7812的输出端和LM7805的输入端之间加上开关, 这样可以有选择的使用供电电路, 从而不仅省电还能减少对芯片的损耗。LM79系列电路的优化设计与LM78系列电路的优化设计理念是一样的。
摘要：由LM78系列和LM79系列三端稳压芯片构成的直流稳压电源可以为电路提供稳定的电压, 从而不仅节省电路制作成本, 而且减少对电路的损坏。
关键词：LM7815,LM7915,整流桥,变压器
参考文献
[1]http://wenku.baidu.com/link?url=D8h146BYBIbiob U9Rs ABxrn PAu H5SOLS0T1B1O788zni RPF9GWH5k_Lz EITC1-b8jh Z8QMGi Udfijo D788Rc YS45e G14ydb Dj6GZ2Uy_6l K
5A直流稳压电源电路分析 篇7
1 主电路 (见图1)
220V交流电通过熔断器RD1及电源开关K1加到变压器T的初级绕组, 经降压后输出两组电源。一组电源输出4V、12V、20V及16V电压, 通过J1、J2和J3继电器触点的组合, 给串联稳压电源输入8V、12V、16V、20V、24V、28V、32V、36V不等电压, 经D1～D4整流C1滤波, V1、V2复合管调整后, 输出0～32V连续可调的直流稳压电。另一组双20V交流电经D5～D8整流后, +24V电源给继电器供电, 继电器的吸合通过三极管T2、T4、T5控制;+24V再经集成稳压器7815稳压, 输出+15V的电压给集成块和基准电压供电;-24V经R5和Z1稳压后输出-15V电压给集成块供负电压。
2 电压、电流调整电路图 (见图2)
+15V电压经R10、Z2稳压电路输出+6.2V稳压电源。
(1) 电压调整:
+6.2V的电压经R6、VR1、电压粗调和电压细调电阻到输出负极;分压电压通过R1加到集成块LM358的3脚, 1脚输出去调整V2、V1开启电压, 通过输出负极的变化来改变输出电压。
(2) 电流调整:
+6.2V的电压经R11、VR2、电流粗调和电流细调电阻到输出正极, 分压电压通过R9加到集成块的5脚, 7脚输出, 通过电流调节使A点电压钳位某位置, 只能小不能大, D12是钳位二极管。
3 继电器控制电路
继电器控制电路采用三个电压比较器电路, 来控制三极管的导通, 电路接成正反馈加速比较器的反转;同相端接0V (输出正极) , 反相端接控制信号。电路设计比较特殊, 只有通过对控制信号的计算来分析电路工作程序。现计算如下:
输出电压Vd是指输出正极对输出负极的电压。
1) 6脚的计算方法及值:
V6=15K÷ (15K+15K) × (15+Vd) -Vd=0.5× (15+Vd) -Vd= (15-Vd) ÷2
(1) 当Vd=0V时:
V6= (15-0) ÷2=7.5V
(2) 令V6=0时:
(15-Vd) ÷2=0 这时Vd=15V
(3) 当Vd=30V时:
V6= (15-30) ÷2= -7.5V
通过计算得到V6在Vd各段的电压值 (见表2) 。
通过上表得到三极管工作情况:
(1) 在0—15V段: T1 ON;T5 OFF
(2) 在15V—30V段:T1 OFF;T5 ON
2) 13脚在各段的计算方法及值:
(1) 当T1导通时 (即0V—15V段)
V13=10÷ (10+20) × (15+Vd) ﹣Vd
=5﹣2÷3Vd
•当Vd=0时:
V13=5V
•令V13=0V时:
5-2÷3Vd=0 15-2Vd=0 Vd=7.5V
•当Vd=15时:
V13=5-2÷3×15=-5V
(2) 当T1不导通时 (即15V—30V段) :Z3两端电压为15V。
V13=10÷ (10+20) × (15+Vd﹣15) ﹢15﹣Vd=15﹣2÷3Vd
(1) 当Vd=15V时:
V13=15﹣2÷3×15=5V
(2) 令V13=0V时:
15-2÷3Vd=0 45-2Vd=0 Vd=22.5V
(3) 当Vd=30V时:
V13=15-20=-5V
通过计算得到V13在Vd各段的电压值 (见表3) 。
通过上表得到三极管工作情况:
(1) 在0—7.5V段: T3 OFF; T4 OFF
(2) 在7.5—15V段: T3 ON; T4 ON
(3) 在15—22.5V段:T3 OFF; T4 OFF
(4) 在22.5—30V段:T3 ON; T4 ON
3) 9脚在各段的计算方法及值:
(1) T1导通、T3不导通 (即0—7.5V段) :
V9=6.25÷ (25+6.25) × (15+Vd) ﹣Vd
=3﹣0.8Vd
•当Vd=0V时:
V9=3V
•令V9=0V时
3-0.8Vd=0 Vd=3.75
•当Vd=7.5V时
V9=3-0.8×7.5=-3V
(2) T1导通、T3导通 (即7.5—15V段)
V9=6.25÷ (6.25﹢10) × (15﹢Vd) ﹣Vd=5.769﹣0.6154Vd
•当Vd=7.5V时
V9=5.769﹣0.6154×7.5=1.15V
•令V9=0V时
Vd=5.769÷0.6154=9.4V
•当Vd=15V时:
V9=-3.4V
(3) T1不导通、T3不导通 (即15—22.5V段) Z3=15V
V9=6.25÷31.25× (15+Vd-15) +15﹣Vd=15-0.8Vd
•当Vd=15V时:
V9=15-0.8×15=3V
•令V9=0V时
Vd=15÷0.8=18.75V
•当Vd=22.5V时:
V9=15﹣0.8×22.5=﹣3V
(4) T1不导通、T3导通 (即22.5—30V段) Z3=15V
V9=6.25÷16.25× (15﹢Vd﹣15) ﹢15﹣Vd=15﹣0.615Vd
•当Vd=22.5V时:
V9=15﹣0.615×15=1.16V
令V9=0V时:
Vd=15÷0.615=24.4V
当Vd=30V时:
V9=15﹣0.615×30=﹣3.45V
通过计算得到V9在Vd各段的电压值 (见表4) 。
通过表4得到三极管工作情况:
(1) 在0—3.75V段:T3 OFF
(2) 在3.75—7.5V段:T3 ON
(3) 在7.5—9.4V段:T3 OFF
(4) 在9.4—15V段:T3 ON
(5) 在15—18.75V段:T3 OFF
(6) 在18.75—22.5V段:T3 ON
(7) 在22.5—24.4V段:T3 OFF
(8) 在24.4—30V段:T3 ON