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0到60v可调电源电路(稳压电源/LM723稳压器可调电源电路详解)

文章出处: 人气:发表时间:2019-04-17 13:20

0到60v可调电源电路图(一)

简单易制的0-30V(10A)可调稳压电源

本电源在保证功能适用、性能稳定的前提下对电路尽量简化,这样既可以降低制作工作量和难度,又可以提高制作的成功率。电路如图(1),主要由Q1、Q2、IC1组成的调整稳压电路和IC2组成的-1.25V生成电路,以及IC4组成的输入电压自动切换控制电路和以Q3、M1、M2为主组成的输出显示、指示电路等4部分电路完成整机功能。

0到60v可调电源电路(稳压电源/LM723稳压器可调电源电路详解)

由电路图可以清楚的发现本机稳压部分采用了常见的工频变压器整流、滤波、线性稳压的工作原理,之所以没有采用高效率、轻便的开关电源电路模式,主要是因为考虑到作为实验用供电电源,对其主要的要求是输出宽可调电压范围、大输出电流供应、低输出纹波电压、电源纯净度高,对于电源效率要求并不高,而开关电源虽然效率高,但其输出波形干扰纹波大、可调范围窄,因此采用传统的线性稳压电路。

下面介绍一下整机电路的工作原理。从J1、J2输入的交流电网220V电压经K1、F1输入电源变压器B1的初级,从其次级分别输出9V、12V、24V的交流电压。输出的9V交流电压经D2整流、C7、C8滤波后加在IC2/LM337的输入端,在其输出端产生-1.25V的电压,R6作为IC2的负载,C9使IC2输出端的电压更为稳定、纯净。设置此部分电路的目的是为了用其产生的-1.25V电压抵消IC1/LM317输出端最低只能到达+1.25V的电压,从而使整机输出电压可以从0V起输出,而并非是从+1.25V开始输出,这样可以满足部分需要低于1.25V的低电压的试验场合的需要。

B1输出的12V、24V交流电压经输入电压控制继电器J1得触电选择后输入到由D1、C1、C2组成的主整流滤波电路,对应于两个绕组输入交流电压,在C1、C2上分别获得16V、33V左右的直流电压,此直流电压供给由IC1、Q1、Q2组成的调整稳压电路。

调整稳压部分为了电路简单,并没有采用常见的由分立元件、或运放组成的电路,而是充分发挥LM317优良的可调稳压性能,利用Q1、Q2扩充其输出电流,弥补LM317最大输出电流不能大于1.5A的缺点。当流经LM317的电流小于650mV/47≈15mA时,功率三极管Q1、Q2不导通,输出端需要的电流全部由LM317提供;当流经LM317的电流等于15mA时,此电流在电阻R3上形成的压降将驱动功率三极管Q1、Q2开始导通并输出一定的电流,此时输出端的电流由LM317和功率三极管Q1、Q2共同负担。电阻R1、R2可以起到自动均衡流过功率三极管Q1、Q2的电流的作用。

电阻R4取值小些有利于输出电压的稳定,一般在100-200Ω的范围内选择。二极管D3的作用是当输出端短路等异常情况发生时保护LM317不被损坏,电容C3可以进一步稳定输出端的输出电压。电位器W1可以调整输出端电压的高低至需要的数值。

保护调整稳压电路将由C1、C2获得的电压调整稳压到需要的电压后经显示电流表M1和输出控制开关K2输出电源输出端子。

电容C4采用大容量电容可以储存更多的电量,减轻稳压调整部分电路的负担,进一步的降低电源的内阻,C5、C6可以给高频信号提供通路,避免大容量电容因卷绕工艺所造成的寄生电感对高频信号滤波能力的降低。

输出控制开关K2可以控制调整稳压部分电源输出的通断,这样相对于控制变压器B1初级交流电源开关的控制方式,可以为外部负载提供更为稳定和干净利落的电源的接通和断开。

本机本着制作简单的原则,没有设置限流电路,仅设置保险丝F2,可以避免负载异常或输出端短路时输出电流过大烧坏电源内部的元器件。电压表M2用以指示输出电压的大小。

因为本机的输出电压调整范围为0V-30V,相对较大,如果整个输出段都采用相同的交流输入电压整流滤波后再调整稳压的话,为了照顾最高可以稳定输出30V的最高电压的需要,输入端整流滤波后的直流电压将要高于30V,而此时如果输出端仅需要低于10V的输出电压时,将会有相当一部分电压、功率消耗在功率调整管上,导致电源效率极低,而且将会使功率调整管发热严重,甚至烧毁!所以为了提高电源效率和减轻功率调整管的负担,本机的主整流滤波电路部分采用12V和24V高低两组交流绕组,根据输出端需要的电压的高低,由内部电路检测并自动切换到需要的交流输入绕组,使整流输出的直流电压既可以满足调整稳压部分的需要,输出稳定的电压,又不至于过高,造成功率调整管的负担过重!

两组交流输入电压的切换是由继电器J1完成,而继电器的动作由IC4/NE555为主构成的输出电压检测电路控制。调整稳压后的电压经R7和W2输入到IC4内部,调整W2使当调整稳压后的电压低于10V时电压检测电路不动作,此时继电器的常闭触电接通,变压器B1的12V交流绕组经继电器的常闭触电接通,为整流滤波电路供电,整流滤波后获得15V左右的直流电压供给调整稳压部分电路。而当输出端的电压高于10V时,此时输出电压经R7和W2输入到IC4内部,触发其内部电路,使其输出端3变为低电位,从而驱动继电器吸合,使其触点断开12V交流输入绕组而接通24V交流输入绕组,使整流滤波后的直流电压相对升高,满足调整稳压部分电路的需要。

为了更为清晰的指示电源的工作状态,利用6个红色的高亮度发光二极管D11-D16照亮输出电压指示表M2的刻度表来作为电网电源接通指示。而利用5个绿色的高亮度发光二级管D6-D10来指示电源输出状态的接通与断开。稳压电源输出控制开关K2断开无输出时,三极管Q3基极无偏置电压不导通,发光二级管D6-D10不亮,而当稳压电源输出控制开关K2接通时,输出电压通过R8、9加到Q3的基极,使其导通驱动绿色发光二级管D6-D10发光,照亮电流输出指示表M1的刻度表。以上设计不但可以得到明显的工作状态指示,而且可以作为电压电流指示表盘夜间读数的辅助照明措施,一举两得!二极管D4-D5用以限压,防止稳压电源输出端的电压比较高时加到Q3基极的驱动电压过高造成其损坏!C14可以防止电源输出开关断开时,外接的电源连接引线感应外接干扰信号或因人手触摸而导致Q3导通使发光二极管点亮,从而造成指示混乱!

稳压电路IC3/LM7812为输出电压检测、输出状态指示部分电路提供稳定的电源。

 

0到60v可调电源电路图(二)

一个简单的可调电源,可使用LM723稳压器。这LM723内置的可调电源提供0至30伏的输出电压在1安培的最大电流。由于标准的LM723电路的最小输出电压为2伏,地面应用集成电路端子(引脚7)-4.7伏特,使用齐纳二极管D4。R8的电阻限制最大输出电流是1安培,在这种情况下,随着电位P3的最大输出电流可以调整。

不断,第一次使用前可调源必须配置如下:在连接输出与价值1k/1watt的阻力和旋转电位P3的阻力最小的。此时电位器P2的调整,使光标移动到输出电压。如果调整的P2不可达30伏,可以减少R6的值。三极管T3需要安装相应的散热器(2度/瓦)。

0到60v可调电源电路(稳压电源/LM723稳压器可调电源电路详解)

0到60v可调电源电路图(三)

本电源以LM317为稳压器件,用自适应切换电路根据输出电压的高低自动切换输入电压,以减小输入与输出电压的压差,降低电源本身的功耗。其中VT2、VD5、VW、R5、R6、C10及继电器K构成自适应切换动作电路,当输出电压Vo低于14V时,VW因击穿电压不够而截止,无电流通过,VT2截止,K不动作,其触点K-1处于常闭状态,变压器的次级14V交流电接入稳压电路。反之,当输出电压大于14V时,VW击穿,VT2导通。K得电,K-1动作,将28V交流电压接入稳压电路。从而保证了输入与输出压差不超过15V。本电路的输出电压为1.25~30V连续可调,输出最大电流为3A。如图所示为基于LM317的自适应可调稳压电源电路:

0到60v可调电源电路(稳压电源/LM723稳压器可调电源电路详解)

 

0到60v可调电源电路图(四)

如图所示为1.25~27V的可调电源电路。本电源电路是采用高精度集成电路μA723组成的。它有如下特点:

(1)输出电压在1.25~27V范围内连续可调。

(2)具有限流保护功能,当输出电流≥6.5A时,μA723内部限流电路启动,从而保护稳压器。

(3)电压稳定好,在电流为0~4.5A范围内,输出电压变化0.03V。

(4)具有短路指示功能。用555集成电路构成短路指示振荡器,在输出电压存在时,555不振荡,LED常亮,当无输出电压(输出端短路)时,555产生振荡,LED以0.5~1Hz的频率闪烁。

0到60v可调电源电路(稳压电源/LM723稳压器可调电源电路详解)

0到60v可调电源电路图(五)

此电路用一片电压调压专用电路LM723(IC1)为核心,调节P1可实现输出电压从0-30V连续可调,Q1为电流驱动扩展用(需用散热器)。R3供保护电路用的取样电阻。该电路简单可靠、其稳压性能指标也非常不错。电路器件参数见附表。

0到60v可调电源电路(稳压电源/LM723稳压器可调电源电路详解)

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