可調(diào)式穩(wěn)壓電源的工作原理

當(dāng)輸入電壓為150V-260V時，輸出電壓調(diào)節(jié)器小于或高于220V效應(yīng)，其效率降低。采用單片機進行第一步控制，使310V以下和90V以上的輸入電壓在190V-250V范圍內(nèi)調(diào)節(jié)和控制，并采用穩(wěn)壓器穩(wěn)定電壓。

市政電力輸入的交流電壓波動很大。過壓吸收濾波電路濾除高頻脈沖等干擾電壓后，送至直流開關(guān)穩(wěn)壓電源、交流采樣電路和控制執(zhí)行電路。

直流開關(guān)穩(wěn)壓電源的功率較小，但60-320V的交流電壓可以用+5V、+12V、-12V的直流電壓代替。+5V電壓提供給單片機，±12V電壓提供給控制電路的大功率開關(guān)模塊。

單片機獲取采樣電路采集的輸入電壓數(shù)據(jù)，進行分析、判斷并向觸發(fā)電路發(fā)送控制信號，控制和調(diào)節(jié)輸出電壓。控制執(zhí)行電路由一個SSR過零開關(guān)大功率模塊和一個抽頭自耦變壓器組成。SSR 使用RC緩沖電路來吸收過壓和過流，使SSR在開關(guān)過程中不會損壞。控制執(zhí)行電路將90-310V的輸入電壓控制到190V-240V的范圍，然后發(fā)送到參數(shù)調(diào)節(jié)器進行精確調(diào)節(jié)。

參數(shù)穩(wěn)壓器由一個LC振蕩器組成，該振蕩器由一個電感和一個振蕩頻率為50 Hz的電容器組成。無論市政用電如何變化，其振蕩頻率都不會改變，因此輸出電壓不變，調(diào)壓精度高。即使輸入電壓波形非常失真，經(jīng)過參數(shù)穩(wěn)壓器振蕩后也是標(biāo)準(zhǔn)正弦波，因此穩(wěn)壓電源具有很強的抗干擾能力和凈化能力。

保護報警電路：當(dāng)設(shè)備安全存在危害時，只發(fā)出聲光報警，提示操作人員采取措施避免切斷輸出電壓。當(dāng)控制箱溫度過高，市政電力輸入高于300V，市政電力輸入在沒有輸出電壓的情況下低于130V時，會有聲光報警。當(dāng)輸入電流過大時，輸入（輸出）空氣自動開關(guān)自動跳閘。

電路框圖

電路原理圖

可調(diào)穩(wěn)壓電源電路圖設(shè)計（一）

簡易可調(diào)穩(wěn)壓電源采用三端可調(diào)穩(wěn)壓 集成電路LM317，使電壓范圍從1.5到25V，最大負載電流達到1.5A。電路如圖1所示。

工作原理

變壓器T降低220V交流后，得到24V交流電，再經(jīng)VD33~VD1組成的全橋整流器和C1濾波器得到4V的直流電壓。電壓由集成電路LM317穩(wěn)定。輸出電壓可通過調(diào)節(jié)電位計RP連續(xù)調(diào)節(jié)。在圖1中，C2用于消除寄生振蕩，C3用于抑制紋波，C4用于改善穩(wěn)定電源的瞬態(tài)響應(yīng)。VD5和VD6在輸出端電容泄漏或調(diào)節(jié)端短路時起到保護作用。LED是穩(wěn)定電源的工作指示燈，電阻R1是限流電阻。通過在輸出端子上安裝微型電壓表 PV，可以直觀地指示輸出電壓值。

組件的選擇和生產(chǎn)

對組件沒有特殊要求。您需要做的是根據(jù)圖選擇組件。

生產(chǎn)點

C2應(yīng)盡可能靠近LM317的輸出端，以避免自勵磁，導(dǎo)致輸出電壓不穩(wěn)定

R2應(yīng)靠近LM317的輸出端和調(diào)節(jié)端，以避免在大電流輸出狀態(tài)下輸出端與R2之間的引線電壓降引起的基準(zhǔn)電壓變化

穩(wěn)壓器LM317的調(diào)節(jié)端子不應(yīng)懸掛，特別是在連接到電位器RP時，以避免LM317調(diào)節(jié)端子因滑動臂接觸不良而暫停

C4的容量不應(yīng)隨意增加

散熱器應(yīng)添加到集成塊LM317中，以確保其長時間穩(wěn)定運行

可調(diào)穩(wěn)壓電源電路圖設(shè)計（二）

大電流可調(diào)穩(wěn)壓電源電壓可在3.5V~25V之間任意調(diào)節(jié)，輸出電流大，采用可調(diào)電壓穩(wěn)壓 管電路，獲得滿意穩(wěn)定的輸出電壓。

? 工作原理

整流濾波后，直流電壓由R1提供給調(diào)節(jié)管的底座以打開調(diào)節(jié)管。當(dāng)V1導(dǎo)通時，電壓通過RP和R2開啟V2，然后V3也導(dǎo)通。此時，V1、V2和V3的發(fā)射極和集電極電壓不再變化，其功能與穩(wěn)壓器完全相同。通過調(diào)節(jié)RP可以獲得穩(wěn)定的輸出電壓，R1、RP、R2和R3的比值決定了電路的輸出電壓。

? 組件的選擇

變壓器T：80W至100W，輸入AC220V，輸出雙繞組AC28V。

FU1： 1A

FU2： 3A~5A

VD1 和 VD2：6A02

RP：1W普通電位器，電阻值范圍為250K至330K

C1： 3300 μ F / 35V 電解電容

C2 和 C3：0.1 μF 單石電容

C4： 470μ F / 35V 電解電容

R1： 180 ~ 220 Ω / 0.1W 《 1W

R2、R4、R5：10K Ω，1/8W

V1： 2N3055

V2： 3DG180 或 2SC3953

V3：3CG12 或 3CG80

可調(diào)穩(wěn)壓電源電路圖設(shè)計（三）

電源電路為0~±15V線性可調(diào)穩(wěn)壓 電源，可從0V調(diào)節(jié)，最大輸出為±15V。正電源部分采用LM317三端子可調(diào)集成穩(wěn)壓器，負電源部分采用LM337三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器。該電路具有完善的限流、短路保護和熱保護等功能。其獨特之處在于只需一個電位器即可實現(xiàn)正負電壓的“同步”調(diào)節(jié)。具有電路簡單、調(diào)節(jié)方便、性能優(yōu)良、成本低等特點。因此，非常適合電子愛好者DIY。

? 工作原理

整個電路如圖所示。電源的輸入部分是公共變壓器降壓和橋式整流器，它們增加電容濾波器，并獲得上下對稱的±22V直流電壓。另外兩組±6.8V輔助電壓也派生出來，分別連接到運算放大器IC4和運算放大器IC3的V+和V-端子，保證IC3和IC4的工作電壓不超過限制范圍。以下是穩(wěn)壓部分的具體說明：

— 正輸出電路由穩(wěn)壓器IC1和相關(guān)元件組成，通常連接到穩(wěn)壓器IC1的調(diào)節(jié)端子，電位器的其他端子接地。如果將RP1電阻的值調(diào)整為0，則輸出電壓Vout為1.2V，在電阻R10上產(chǎn)生3mA恒流。只要改變RP1的電阻值，就可以改變輸出電壓。

這里，RP1的接地端子改為運算放大器IC3的輸出端，IC3的輸出電壓為-1.2V，用于偏移IC1的基準(zhǔn)電壓+1.2V，從而實現(xiàn)從0開始的調(diào)制。實現(xiàn)上述目的也很簡單。我們只需要將運算放大器IC3連接到差分放大器并完成減法運算即可。從圖中可以看出，同相輸入電壓為V1，而反向輸入電壓為V2。由于R4=R5=R6=R7，IC3的輸出電壓為VO=R5/R4×（V1-V2）=-1.2V，穩(wěn)壓器IC1+Vout=5mA的輸出電壓×R3+10mA×PR1-1.2V。

— 負輸出電路由穩(wěn)壓器IC2及相關(guān)元件組成，省略了電位器RP3，該電位器RP2最初設(shè)置在IC4調(diào)節(jié)端子上，現(xiàn)在連接到運算放大器IC4的輸出端，控制調(diào)節(jié)端的輸出電壓。還可以達到調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器輸出電壓的目的。由于運算放大器IC1作為增益為10的反相放大器連接，其反向輸入連接到正輸出電路穩(wěn)壓器的輸出端，因此負輸出電壓穩(wěn)定器產(chǎn)生極性相反且幅度相等的穩(wěn)定電壓。也就是說，-Vout=-R9/R9 × （+Vout），）。因為 R10=R《》，-Vout=+Vout。因此，負輸出電壓跟蹤正輸出電壓。

— 電路中的二極管D7和D8用于防止外部負載的電容放電增加，導(dǎo)致IC1和IC3的輸出損壞;此外，二極管D9和D10用于避免IC1和IC2調(diào)整端子因IC3輸出的正飽和和IC4輸出的負飽和而擊穿。這是因為IC1和IC2的調(diào)節(jié)端子不允許流入反向電流。

? 組件的選擇

本機全部為通用部件，無特殊規(guī)格。IC1和IC2均為三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，正輸出型號為LM317，負輸出型號為LM337。它們的包裝是TO-220，兩者都可以在市場上買到。散熱器投入使用時應(yīng)安裝。IC3和IC4是通用運算放大器，也可以用OP-07代替。電阻均為1/4W金屬膜電阻，其中R4、R5、R6、R7、R9、R10的精度為1%。RP1應(yīng)使用繞線電位器，多圈電位器會更好。電源變壓器T可以選擇14英寸黑白電視電源變壓器。如果要自繞，應(yīng)選擇EI型高溪鋼板，功率范圍可為35W-45W。

可調(diào)穩(wěn)壓電源電路圖設(shè)計（四）

在該電源中，LM317用作穩(wěn)壓器，采用自適應(yīng)開關(guān)電路根據(jù)輸出電壓自動切換輸入電壓，從而減小輸入電壓與輸出電壓之間的電壓差，降低電源本身的功耗。其中，VT2、VD5、大眾、R5、R6、C10和繼電器K組成自適應(yīng)開關(guān)動作電路。當(dāng)輸出電壓Vo低于14V時，由于擊穿電壓不足且沒有電流通過，VW被切斷。

VT2被切斷，K不起作用。其觸點K-1常閉，變壓器的次級14VAC連接到穩(wěn)壓電路。相反，當(dāng)輸出電壓大于14V時，VW擊穿，VT2導(dǎo)通。K獲得電力，K-1動作，28V交流電壓連接到穩(wěn)壓電路。因此，輸入和輸出電壓差不超過15V。電路輸出電壓為1.25V~30V，連續(xù)可調(diào)，最大輸出電流為3A。如圖7所示，它是基于LM317的自適應(yīng)可調(diào)穩(wěn)壓電源電路：

可調(diào)穩(wěn)壓電源電路圖設(shè)計（五）

帶過流保護的直流可調(diào)穩(wěn)壓電源的主要裝置是通用穩(wěn)壓集成塊LM723，它包含啟動電路、恒流源、參考穩(wěn)壓源、 過流保護 等。配合大功率調(diào)節(jié)管，可輸出0~20范圍內(nèi)的連續(xù)可調(diào)穩(wěn)定電壓。最大輸出電流可達2A，具有過流保護功能，可作為手機和BP機的維修電源，也可用于電池充電。電路如圖9所示。

正常使用時，紅色和綠色發(fā)光二極管同時發(fā)光。調(diào)節(jié)電位器W可在0~20范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓。當(dāng)輸出端出現(xiàn)過流或短路時，R1兩端壓降大于0.6V，Q3和Q4導(dǎo)通，綠燈熄滅，LM723電壓降至近0V，內(nèi)部檢測電路工作，輸出23V高壓和Q1， Q2 被切斷。

因此，沒有電壓輸出，起到保護作用。僅當(dāng)計算機關(guān)閉并重新啟動時，輸出才可用。為了保證調(diào)節(jié)管Q1在輸出額定電流時不會燒壞，應(yīng)安裝足夠尺寸的散熱器。整個電源可以使用塑料盒作為外殼，其前板可配備電流表，電壓表，開關(guān)和電位器，輸出端子和紅綠發(fā)光二極管。只要元器件好，電路無需調(diào)試即可正常工作。其中，最好使用進口的C2819、2N3395等大功率管為Q1，LM723、MC1723等均可作為IC。