可编程电源的电路图是怎样的?图解分析
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用电路元件符号表示电路连接的图,叫电路图。电路图是人们为研究、工程规划的需要,用物理电学标准化的符号绘制的一种表示各元器件组成及器件关系的原理布局图,可以得知组件间的工作原理,为分析性能、安装电子、电器产品提供规划方案。
电路图是电子工程师必学的基本技能之一,本文集合了稳压电源、DCDC转换电源、开关电源、充电电路、恒流源相关的经典电路资料,为工程师提供最新鲜的电路图参考资料,超全超详细,只能帮你到这了!
一、稳压电源
1、3~25V电压可调稳压电路图
此稳压电源可调范围在3.5V~25V之间任意调节,输出电流大,并采用可调稳压管式电路,从而得到满意平稳的输出电压。
工作原理:经整流滤波后直流电压由R1提供给调整管的基极,使调整管导通,在V1导通时电压经过RP、R2使V2导通,接着V3也导通,这时V1、V2、 V3的发射极和集电极电压不再变化(其作用完全与稳压管一样)。调节RP,可得到平稳的输出电压,R1、RP、R2与R3比值决定本电路输出的电压值。
元器件选择:变压器T选用80W~100W,输入AC220V,输出双绕组AC28V。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,阻值为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2N3055,V2选用 3DG180或2SC3953,V3选用3CG12或3CG80。无论检修电脑还是电子制作都离不开稳压电源,下面介绍一款直流电压从3V到15V连续可调的稳压电源,最大电流可达10A,该电路用了具有温度补偿特性的,高精度的标准电压源集成电路TL431,使稳压精度更高,如果没有特殊要求,基本能满足正常维修使用,电路见下图。
其工作原理分两部分,第一部分是一路固定的5V1.5A稳压电源电路,第二部分是另一路由3至15V连续可调的高精度大电流稳压电路。
第一路的电路非常简单,由变压器次级8V交流电压通过硅桥QL1整流后的直流电压经C1电解电容滤波后,再由5V三端稳压块LM7805不用作任何调整就可在输出端产生固定的5V1A稳压电源,这个电源在检修电脑板时完全可以当作内部电源使用。
第二部分与普通串联型稳压电源基本相同,所不同的是使用了具有温度补偿特性的,高精度的标准电压源集成电路TL431,所以使电路简化,成本降低,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基极提供基准电压,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压,如果你想把可调电压范围扩大,可以改变R4 和R3的电阻值,当然变压器的次级电压也要提高。
变压器的功率可根据输出电流灵活掌握,次级电压15V左右。桥式整流用的整流管QL用15-20A硅桥,结构紧凑,中间有固定螺丝,可以直接固定在机壳的铝板上,有利散热。
调整管用的是大电流NPN型金属壳硅管,由于它的发热量很大,如果机箱允许,尽量购买大的散热片,扩大散热面积,如果不需要大电流,也可以换用功率小一点的硅管,这样可以做的体积小一些。
滤波用50V4700uF电解电容C5和C7分别用三只并联,使大电流输出更稳定,另外这个电容要买体积相对大一点的,那些体积较小的同样标注50V4700uF尽量不用,当遇到电压波动频繁,或长时间不用,容易失效。
最后再说一下电源变压器,如果没有能力自己绕制,有买不到现成的,可以买一块现成的200W以上的开关电源代替变压器,这样稳压性能还可进一步提高,制作成本却差不太多,其它电子元件无特殊要求,安装完成后不用太大调整就可正常工作。
电源的基本设计模型包括整流器和负载设备以及串联连接的控制组件。
图1是串联整流电源的简化电路图。它包含一个用于相位控制的预调节器(作为断路器)和一个可变阻抗的串联元件。相控预调节器通过在串联元件上保持稳定的低压降,将功耗降至最低。反馈控制电路连续监视电源的输出,并调整串联阻抗以稳定连续的输出电压。
如图1所示,电源中的串联可变电阻器件实际上由一个或多个以线性模式工作的功率晶体管组成,因此使用这种类型的整流器的电源通常称为线性电源。线性电源具有许多优点。它具有高稳定性和低噪声,是研发工作台上最简单,最有效的电源解决方案。
图1所示的电源是一种双量程电源,当电流较低时,该电源可以具有较高的电压;当电压较低时,该电源可以具有较高的电流。对于常规的单量程电源,仅当电压和电流输出均达到最大值时,输出功率才达到最大值。具有两个部分的线性电源可以在两个部分具有最大的电压和电流输出的情况下提供最大的输出功率。使用双量程电源时,主变压器的次级电缆中间有一个抽头,靠近端子插头。可以直接在这两个输出之间切换预调节器前面的开关,并且已经确定了后端输出。高电压,低电流模式或低电流-高电压模式。该技术在降低串行设备的功耗方面非常有效。
在性能方面,线性电源具有出色的电源和负载特性,并且可以对电网和负载的变化做出快速反应。因此,电源调节率,负载调节率和过渡恢复时间要优于大多数开关电源。线性电源具有许多其他优点,例如:极低的纹波和噪声,对环境温度变化的承受能力以及高可靠性。
在可编程线性电源中,数字控制电路控制DAC的输出控制电平,以直接控制电源的编程电压值。电源的输出将同时向控制电路发送电压,以指示其具有所需的输出电压。控制电路从输出端子接收到电压信息后,它将信息发送到显示器。以类似的方式,控制电路还通过PC接口(例如GPIB,RS-232,USB或LAN)将电源单元的输入和输出状态通知其他设备。这些PC接口直接接地,并且在控制电路和电源之间使用了光隔离。
线性直流电源设计非常复杂,性能也非常好。但是,主要问题是效率相对较低。在全输出功率下,效率通常不会达到60%。如果输出电压设置较低,效率将进一步降低。随着功率的增加,体积和重量也成比例地增加。因此,在高性能电源中更经常使用开关模式电源。