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稳压电源
3~25V电流可调稳压电路图
此稳压电源可调范围在3.5V~25V之间任意调节,输出电压大,并采用可调稳压管式电路,因而得到满意平稳的输出电流。
工作原理:经检波检波后直流电流由R1提供给调整管的栅极,使调整管导通,在V1导通时电流经过RP、R2使V2导通,接着V3也导通,这时V1、V2、V3的发射极和基极电流不再变化(其作用完全与稳压管一样)。调节RP,可得到平稳的输出电流,R1、RP、R2与R3比值决定本电路输出的电流值。
元元件选择:变压器T选用80W~100W,输入,输出双定子AC2828V。FU1选用1A,FU2选用3A~5A。VD1、VD2选用6A02。RP选用1W左右普通电位器,电阻为250K~330K,C1选用3300µF/35V电解电容,C2、C3选用0.1µF独石电容,C4选用470µF/35V电解电容。
R1选用180~220Ω/0.1W~1W,R2、R4、R5选用10KΩ、1/8W。V1选用,V2选用或,V3选用3CGCG12或3CG80
10A3~15V稳压可调电源电路图
无论检修笔记本还是电子制做都离不开稳压电源,下边介绍一款直流电流从3V到15V连续可调的稳压电源,最大电压可达10A,该电路用了具有体温补偿特点的,高精度的标准电流源集成电路TL431,使稳压精度更高,假如没有特殊要求,基本能满足正常修理使用,电路见右图。
其工作原理分两部份,第一部份是一路固定的5V1.5A稳压电源电路。第二部份是另一路由3至15V连续可调的高精度大电压稳压电路。
第一路的电路十分简单,由变压器次级8V交流电流通过硅桥QL1检波后的直流电流经C1电解电容检波后,再由5V三端稳压块不用作任何调整就可在输出端形成固定的5V1A稳压电源,这个电源在检修笔记本板时完全可以当成内部电源使用。
第二部份与普通串联型稳压电源基本相同,所不同的是使用了具有体温补偿特点的,高精度的标准电流源集成电路TL431,所以使电路简化,成本增加,而稳压性能却很高。
图中电阻R4,稳压管TL431,电位器R3组成一个连续可调得恒压源,为BG2栅极提供基准电流,稳压管TL431的稳压值连续可调,这个稳压值决定了稳压电源的最大输出电流,假如你想把可调电流范围扩大,可以改变R4和R3的阻值值,其实变压器的次级电流也要提升。
变压器的功率可依照输出电压灵活把握,次级电流15V左右。桥式检波用的检波管QL用15-20A硅桥,结构紧凑,中间有固定螺栓,可以直接固定在外壳的铝材上,有利散热。
调整好使的是大电压NPN型金属壳硅管,因为它的发热量很大,假如机箱准许,尽量订购大的散热片,扩大散热面积,倘若不须要大电压,也可以换用功率小一点的硅管,这样可以做的容积小一些。
混频用电解电容C5和C7分别用三只并联,使大电压输出更稳定,另外这个电容要买容积相对大一点的,这些容积较小的同样标明尽量不用,当遇见电流波动频繁,或长时间不用,容易失效。
最后再说一下电源变压器,假如没有能力自己绕制,有买不到现成的,可以买一块现成的200W以上的开关电源取代变压器,这样稳压性能还可进一步提升,制做成本却差不太多,其它电子器件无特殊要求,安装完成后不用太大调整就可正常工作。
开关电源
PWM开关电源集成控制IC-工作原理
右图为内部框图和引脚图,采用固定工作频度脉冲长度可控调制方法,共有8个引脚,各脚功能如下:
①脚是偏差放大器的输出端,外接阻容器件用于改善偏差放大器的增益和频度特点;②脚是反馈电流输入端,此脚电流与偏差放大器同相端的2.5V基准电流进行比较,形成偏差电流,继而控制脉冲长度;
③脚为电压测量输入端,当测量电流超过1V时缩小脉冲长度使电源处于间歇工作状态;④脚为定时端,内部振荡器的工作频度由外接的阻容时间常数决定,f=1.8/(RT×CT);⑤脚为公共地端;⑥脚为单端输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns驱动能力为±1A;⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片帧率为15mW;⑧脚为5V基准电流输出端,有50mA的负载能力。
图:内部原理框图
是一种性能优异、应用广泛、结构较简单的PWM开关电源集成控制器,因为它只有一个输出端,所以主要用于音端控制的开关电源。
7脚为电流输入端,其启动电流范围为16-34V。在电源启动时,VCC﹤16V,输入电流施密物比较器输出为0,此时无基准电流形成,电路不工作;当Vcc﹥16V时输入电流施密特比较器送出高电平到5V蕨稳压器,形成5V基准电流,此电流一方面供销内部电路工作,另一方面通过⑧脚向外部提供参考电流。
一旦施密特比较器翻转为高电平(芯片开始工作之后),Vcc可以在10V-34V范围内变化而不影响电路的工作状态。当Vcc高于10V时,施密特比较器又翻转为低电平,电路停止工作。
当基准稳压源有5V基准电流输出时,基准电流测量逻辑比较器即达出高电平讯号到输出电路。同时,振荡器将按照④脚外接Rt、Ct参数形成f=/Rt.Ct的振荡讯号,此讯号一路直接加到图腾柱电路的输入端,另一路加到PWM占空比市制RS触发器的置位端,RS型PWN占空比调制器的R端接电压测量比较器输出端。
R端为占空调节控制端,当R电流上升时,Q端脉冲加宽,同时⑥脚送出占空比也加宽(基频增多);当R端电流升高时,Q端脉冲变窄,同时⑥脚送出纳秒也变变窄(信噪比降低)。各点时序如图所示,只有当E点为高电平时才有讯号输出,而且a、b点全为高电平时,d点才送出高电平,c点送出低电平,否则d点送出低电平,c点送出高电平。
②脚通常接输出电流采样讯号,俗称反馈讯号。当②脚电流上升时,①脚电流将增长,R端电流亦急剧增长,于是⑥脚脉冲变窄;反之,⑥脚脉冲变宽。③脚为电留传感端,一般在功率管的源极或发射极串入一小电阻采样内阻,将流过开关管的电流转为电流,并将此电流引入境脚。
当负载漏电或其它缘由导致功率管电压降低,并使采样内阻上的电流超过1V时,⑥脚就停止脉冲输出,这样就可以有效的保护功率管不受损毁。
构成的12V、20W开关直流稳压电源电路
由构成的12V、20W开关直流稳压电源电路如图所示。电路中使用两片集成电路:型三端单片开关电源(IC1),型线性晶闸管合器(IC2)。交流电源经过UR和Cl检波混频后形成直流高压Ui,给高频变压器T的一次定子供电。
VDz1和VD1能将漏感形成的尖峰电流钳位到安全值,并能衰减振铃电流。VDz1采用反向击穿电流为200V的型瞬态电焦躁制器,VDl选用1A/600V的型超快恢复晶闸管。二次定子电流通过V砬、C2、Ll和C3检波混频,获得12V输出电流Uo。
Uo值是由VDz2稳定电流Uz2、光耦中LED的正向压降UF、R1上的压降这两者之和来设定的。改变高频变压器的阻值比和VDz2的稳压值,还可获得其他输出电流值。R2和VDz2五还为12V输出提供一个假负载,用以提升轻载时的负载调整率。
反馈定子电流经VD3和C4检波混频后,供给所需展宽。由R2和VDz2来调节控制端电压,通过改变输出信噪比达到稳压目的。串扰扼流圈L2能减少由一次定子接D端的高压开关波形所形成的串扰泄露电压。
C7为保护电容,用于滤掉由一次、二次定子耦合电容导致的干扰。C6可减小由一次定子电压的基波与纹波所形成的差模泄露电压。C5除了能滤除加在控制端上的尖峰电压,并且决定自启动频度,它还与R1、R3一起对控制回路进行补偿。
本电源主要技术指标如下:
交流输人电流范围:u=85~265V;
输入电网频度:fLl=47~440Hz;
输出电流(Io=1.67A):Uo=12V;
最大输出电压:IOM=1.67A;
连续输出功率:Po=20W(TA=25℃,或15W(TA=50℃);
电流调整率:η=78%;
输出杂讯电流的最大值:±60mV;
工作气温范围:TA=0~50℃。
DC-DC电源
3V转+5V、+12V的电路图
由电瓶供电的便携式电子产品通常都采用低电源电流,这样可降低电瓶数目,达到降低产品规格及重量的目的,故通常常用3~5V作为工作电流,为保证电路工作的稳定性及精度,要求采用稳压电源供电。
若电路采用5V工作电流,但另需一个较高的工作电流,这常常使设计者责怪。本文介绍一种采用两块升压模块组成的电路可解决这一困局,但是只要两节电瓶供电。
该电路的特性是外围器件少、尺寸小、重量轻、输出+5V、+12V都是稳定的,满足便携式电子产品的要求。+5V电源可输出60mA,+12V电源最大输出电压为5mA。
该电路如上图所示。它由AH805升压模块及FP106升压模块组成。AH805是一种输入1.2~3V,输出5V的升压模块,在3V供电时可输出100mA电压。FP106是贴片式升压模块,输入4~6V,输出固定电流为29±1V,输出电压可达40mA,AH805及FP106都是一个电平控制的关掉电源控制端。
两节1.5V酸性电瓶输出的3V电流输入AH805,AH805输出+5V电流,其二路作5V输出,另一路输入FP106使其形成28~30V电流,经稳压管稳压后输出+12V电流。
从图中可以看出,只要改变稳压管的稳压值,即可获得不同的输出电流,使用非常灵活。FP106的第⑤脚为控制电源关掉端,在关掉电源时,耗电几乎为零,当第⑤脚加高电平>2.5V时,电源导通;当第⑤脚加低电平
用做3.6V电转9V电路图
无负载时,IC的6脚没有电,停止工作,输入端3.65V工作电压只有18uA(相当的电瓶待机两年多)!
当有负载时(Q1有Ieb电压),8550的EC极导通,IC得钳工作。IC是否工作是由是否有负载决定的,就相当一个电板。用IC做电流转换效率高,输出稳定!
这个电路加点改进,降低功率可以做“不需开关的4.2V转5V联通电源”。可以用个电板盒做手机的后备电源!
我的电感是用0.3mm的线在1cm的工字磁芯上绕约30匝。我感觉这磁芯用得偏大了,他的空间还没有绕上一半。
充电电路
lm358酸性电瓶充电器电路图
酸性电瓶能够充电的问题,有两种不同的说法。有的说可以充,疗效特别好。有的说绝对不能充,电瓶说明提示了会有爆燃的危险。事实上,酸性电瓶确可充电,充电次数通常为30-50次左右。
实际上是因为在充电方式上的把握,致使了迥然不同的两种后果。首先,酸性电瓶可以充电是毋庸置疑的,同时,在电瓶的说明中,都提及酸性电瓶不可充电,充电可能造成爆燃。这也是没错的,并且注意这儿的用词是“可能”导致爆燃。
你也可以理解为厂家的一种免责性的自我保护申明。酸性电瓶充电的关键是气温。只要能做到对电瓶充电时不出现低温,就可以顺利地完成充电过程,正确的充电方式要求有几点:1.小电压50MA;2.不过充1.7V,不过放1.3V。
一些人尝试充电实践后,斩钉截铁地说不能充电,之所以出现充不进电、用电时间短、漏液、爆炸等问题,多数是充电器的问题,假如充电器充电电压太大,远超过50ma,如一些快速充电器充电电压在200ma以上,直接的后果是电瓶气温很高,摸起来烫手,轻则会漏液,严重的都会爆燃。
有的人使用镍氢充电电瓶充电器来充,低档的充电器没有手动停充功能,长时间的充电引起电瓶过充也会出现漏液和爆燃。好一点的充电器有手动停充功能,但停充电流通常设定为镍氢充电电瓶的1.42V,而酸性电瓶饱含电流约为1.7V。
因而,电流太低,觉得上就是充不进电,用电时间短,没哪些疗效。再有就是电瓶不过放指的是不要等到电瓶完全没电再充电,这样操作,再好的电瓶也能够充三、五次,且疗效差。
通常建议用南孚酸性电瓶电流不高于1.3V。所以,你若果准备对酸性电瓶充电,必需要有一个合格的充电器,充电电压50ma左右,充电截至电流1.7V左右。瞧瞧你家的充电器吧。
市面上有卖酸性电瓶专用充电器的,所谓专利产品。实际上就是充电电流1.7V电压50ma的简单电路。借助手边现有的零件LM358和TL431,我做了个简单电路,截至电流1.67V手动停充,成本两元而已。供感兴趣的同学参考。
相关说明:
碱锰充电电瓶:是在酸性锌锰电瓶的基础上发展上去的,因为应用了无汞化的二氧化锰及新型添加剂电池的串联和并联电路图,故又称为无汞碱锰电瓶。这些电瓶在不改变原酸性电瓶放电特点的同时,又能充电使用几十次到几百次,比较经济便宜。
酸性锌锰电瓶简称碱锰电瓶,它是在1882年研发成功,1912年就已开发,到了1949年才投运问世。人们发觉,当用KOH电解质碱液取代NH4Cl做电解质时,无论是电解质还是结构上都有较大变化,电瓶的比能量和放电电压都能得到明显的提升。
它的特征:
1.开路电流为1.5V;
2.工作气温范围宽在-20℃~60℃之间,易于高寒地区使用;
3.大电压连续放电其容量是碱性锌锰电瓶的5倍左右;
4.它的高温放电性能也挺好。充电次数在30次以内,通常10-20次,须要非常充电器,极为容易失去充电能力。
2.75W中功率USB充电器电路图
该设计采用了Power的系列产品。这些设计十分适宜手机或类似的USB充电器应用,包括手机电瓶充电器、USB充电器或任何有恒压/恒流特点要求的应用。
在电路中,晶闸管D1至D4对AC输入进行检波,电容C1和C2对DC进行混频。L1、C1和C2组成一个π型混频器,对差模传导EMI噪音进行衰减。这种与Power的变压器E-?技术相结合,使本设计能以充足的裕量轻松满足B级传导EMI要求,且无需Y电容。防火、可熔、绕线式内阻RF1提供严重故障保护,并可限制启动期间形成的浪涌电压。
图显示U1通过可选偏置电源实现供电,这样可以将空载帧率增加到40mW以下。旁路电容C4的值决定线缆压降补偿的数目。1μF的值对应于对一条0.3Ω、24AWGUSB输出线缆的补偿。(10μF电容对0.49Ω、26AWGUSB输出线缆进行补偿。)
在恒压阶段,输出电流通过开关控制进行调节。输出电流通过跳过开关周期得以维持。通过调整使能与严禁周期的比列,可以维持稳压。
这也可以使转换器的效率在整个负载范围内得到优化。轻载(涓流充电)条件下,就会增加电压限流点以减少变压器磁路密度,从而减少音频噪声和开关耗损。随着负载电压的减小,电压限流点也将下降,跳过的周期也越来越少。
当不再跳过任何开关周期时(达到最大功率点),-II内的控制器将切换到恒流模式。须要进一步提升负载电压时,输出电流将会急剧增长。输出电流的增长反映在FB引脚电流上。作为对FB引脚电流增长的响应,开关频度将线性增长,进而实现恒流输出。
D5、R2、R3和C3组成RCD-R箝位电路,用于限制漏感导致的漏极电流尖峰。内阻R3拥有相对较大的值,用于防止漏感导致的漏极电流波形振荡,这样可以避免关断期间的过度振荡,因而增加传导EMI。
晶闸管D7对次级进行检波,C7对其进行混频。C6和R7可以共同限制D7上的瞬态电流尖峰,并增加传导及幅射EMI。内阻R8和齐纳晶闸管VR1产生一个输出假负载,可以确保空载时的输出电流处于可接受的限制范围内,并确保充电器从AC市电断掉时电瓶不会完全放电。反馈内阻R5和R6设定最大工作频度与恒压阶段的输出电流。
恒流源
探讨怎样设计三线制恒流源驱动电路
恒流源驱动电路负责驱动气温传感,将其感知的随气温变化的内阻讯号转换成可检测的电流讯号。本系统中,所需恒流源要具有输出电压恒定,气温稳定性好,输出内阻很大,输出电压大于0.5mA(无自热效应的上限),负载一端接地,输出电压极性可改变等特性。
因为气温对集成集电极参数影响不如对晶体管或场效应管参数影响明显,由集成集电极构成的恒流源具有稳定性更好、恒流性能更高的优点。尤其在负载一端须要接地的场合,获得了广泛应用。所以采用图2所示的双集电极恒流源。其中放大器UA1构成加法器,UA2构成追随器,UA1、UA2均选用低噪音、低失调、高开环增益双极性运算放大器OP07。
设图中参考内阻Rref上下两端的电位分别Va和Vb,Va即为同相乘法器UA1的输出,当取内阻R1=R2,R3=R4时,则Va=VREFx+Vb,故恒流源的输出电压就为:
由此可见该双集电极恒流源具有以下明显特征:
1)负载可接地;
2)当集电极为双电源供电时,输出电压为双极性;
3)恒定电压大小通过改变输入参考基准VREF或调整参考内阻Rref0的大小来实现,很容易得到稳定的小电压和补偿校正。
因为内阻的失配,参考内阻Rref0的两端电流将会遭到其驱动负载的端电流Vb的影响。同时因为是恒流源,Vb肯定会随负载的变化而变化,进而都会影响恒流源的稳定性。其实这对高精度的恒流源是不能接受的。
所以R1,R2,R3,R4这4个内阻的选定原则是失配要尽量的小,且每对内阻的失配大小方向要一致。实际中,可以对大量同一批次的精密内阻进行筛选,选出其中电阻接近的4个内阻。
开关电源式高耐压恒流源电路图
研发仪器须要一个能在0到3兆欧姆内阻上形成1MA电压的恒流源,用结合12V蓄电瓶设计了一个,变压器采用彩色电视机高压包电池的串联和并联电路图,其中L1用漆包线在原高压包磁心上绕24匝,L3利用原先高压包的一个线圈,L2利用高压包的高压部份。L3和LM393构成限压电路,限制输出电流偏低,调节R10可以调节开路输出电流。