在實際的生產(chǎn)應用中,經(jīng)常需要長期穩(wěn)定的高壓直流電源,并且可能需要輸出電壓是可調(diào)節(jié)的。用典型的穩(wěn)壓電路很難滿足這一要求,但是即使?jié)M足,輸出的動態(tài)范圍也不高。在設計中,一差分電路被引入到一般穩(wěn)壓電源作為取樣比較電路使用,并且通過適當?shù)恼{(diào)整電路的參數(shù),大大改善穩(wěn)壓電源的輸出動態(tài)范圍,其值可以達到約100V,使用樣機進行測試,效果非常好。指標如下:
輸入AC150V250V,輸出DC150V-250V,每個值都可以穩(wěn)定,穩(wěn)定性很高。
電源不易受到環(huán)境溫度的影響,并且消耗的功率更少,因此適合長時間工作,電氣原理圖如圖所示,下面簡要說明其工作原理。
約220V的AC電壓由電橋堆VD1-VD4整流,并由C1和C2濾波,以在復合調(diào)節(jié)器的集電極和地之間獲得約330V的直流電壓,該電壓是由前置R1和VD5組成的前置穩(wěn)壓電路,就可以在輸出端獲得150V-250V的直流穩(wěn)定電壓。
在圖中,VD5-VD8是具有不同規(guī)格的穩(wěn)壓二極管,并且每個電路都起到恒定穩(wěn)壓的作用。VD5和R1構(gòu)成一個前置穩(wěn)壓電路,電壓穩(wěn)定的原理如下:VD5為V2基板(V5集電極)提供穩(wěn)定的電壓值,而使由V1和V2組成的復合管的發(fā)射極處于正偏狀態(tài)。這不僅降低了穩(wěn)壓電源輸出電壓穩(wěn)定度,而且還可以提高穩(wěn)壓電源的調(diào)整率并減小穩(wěn)壓電源的輸出阻抗。 VD6將V5的發(fā)射極電壓鉗位到一定電壓以上,因此V5的集電極和發(fā)射極之間的電壓Uce5不會變得太大,從而解決了V5的耐壓問題。 VD7和VD8是一對正、負溫度系數(shù)穩(wěn)壓二極管,可顯著看到降低溫度變化對輸出的影響,兩者還形成了用于電源的后端穩(wěn)壓電路。
V2和V1是相同類型的大功率管,在電路中形成復合管道,這些是電源的核心部分,C3是具有防振功能的瓷片電容,電源使用差分電路作為采樣和比較電路,以進一步減少溫度變化對電源的影響并獲得足夠的輸出動態(tài)范圍。優(yōu)點是:出色的穩(wěn)壓效果,不受溫度變化的影響。穩(wěn)壓過程如下:只要輸出電壓由于某些因素而變化,差分放大器兩端就會形成一差動輸入電壓,從而產(chǎn)生較大的電壓來控制 V2,V1的CE端子電壓的變化,將輸出電壓被拉回以實現(xiàn)穩(wěn)壓功能。
RP1設置在電路中(安裝在面板上),您=可以調(diào)節(jié)RP1以獲得所需的輸出電壓。RP2配置主要是為調(diào)試方便。在調(diào)試過程中,可以通過組合RP1和RP2來最大化輸出的動態(tài)范圍,調(diào)整RP2之后,不要動它了,最好用膠水密封。
本節(jié)主要介紹V2和V1的選擇,其余組件可以通過參考電源原理圖上的注釋進行選擇。根據(jù)要求,U0=150V250V,I0≤50mA,V1和V2 Uceo為:Uimaxl-Uomin≈370V-150V=220V,即:IE×Uceo = 0.05×220 = 11W選擇了3DD102C。
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