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小功率可调直流稳压电源主电路的设计

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文章出处:骊微电子责任编辑:admin人气:-发表时间:2016-01-04 14:30
     在稳压电源设计的过程中,很多时候往往会要求工程师所设计的直流稳压电源能够为电机驱动电路提供1个能从0V开始连续可调的直流电源,并且要求这一方案中具有保护功能。这种稳压电源设计要求看似困难,实际上只是要求设计人员为稳压电源电路中加入一个具有足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路。在今明两天的方案分享中,我们将会为大家分享一个小功率可调的直流稳压电源设计方案,下面我们先来看一下这一方案的主电路系统是怎么设计的吧。
 
     在本方案中,这一小功率可调直流稳压电源设计方案,其可调范围是0-24V范围内可调,这一电路的设计关键在于稳压电路的设计,所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调,其输出电压应能够适应所带负载的启动性能。此外,电路还必须简单可靠,能够输出足够大的电流。符合上述要求的电源电路的设计方法有很多种,比较简单的有2种,一种是晶体管串联式直流稳压电路,一种是三端集成稳压器电路。下面我们分别进行分析。
 
     首先我们来看一下晶体管串联式直流稳压电路,可以看到在该电路中输出电压经取样电路取样后得到取样电压,取样电压与基准电压进行比较得到误差电压,该误差电压对调整管的工作状态进行调整,从而使输出电压发生变化,该变化与由于供电电压U。发生变化引起的输出电压的变化正好相反,从而保证输出电压U。为稳压值。因输出电压要求从0V起实现连续可调,因此要在基准电压处设计辅助电源,用于控制输出电压能够从0V开始调节。
 
     然而,在实际的稳压电源设计和应用过程中,尽管这种单纯的串联式直流稳压电源电路很简单,但在增加辅助电源后在进行设计,需要处理的电路系统就比较复杂了,而且由于都采用分立元件,这一电路的可靠性难以保证。
 
     接下来我们来看一下三端集成稳压器电路在稳压电源设计中的应用情况。可以看到,三端集成稳压器电路主要采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器,输出电压调整范围较宽,设计一电压补偿电路可实现输出电压从0V起连续可调,因要求电路具有很强的带负载能力,需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少,成本低且组装方便、可靠性高。因此本方案选用三端集成稳压器电路来进行主电路系统的设计。
 
     在我们这一0-24V可调稳压电源设计方案中,我们所设计的电源主电路系统,采用三端集成稳压器电路方案。IC为三端集成稳压器。晶体管T,阻R3,和电容器C组成软启动电路。电阻R4和二极管D组成电压补偿电路。电容C2为输出滤波电容。
 
     三端集成稳压器LM317及其调压原理
 
     在直流稳压电源的主电路原理图中,我们所选择的IC采用了LM317系列三端集成稳压器,其输出电压调节范围可达1.25~37V,输出电流可达1.5A,内部带有过载保护电路,具有稳压精度高、工作可靠等特点。这一三端集成稳压器的输出电压的调节原理如图5所示。由于LM317的2、3脚之间的电压U32为一稳定的基准电压,其数值为1.25V,故有公式为:Uo=U32(1+R2/R1)=1.25(1+R2/R1)
 
     在该公式中,R1为固定电阻,因此调节R2可以调节输出电压Uo,并且Uo的最小值为1.25V。这也就是三端集成稳压器的调压原理所在了。
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