下图是用三端稳压块7815组成的稳压电源的电路图。图中的T为电源变压器,市电220V经T降压,在变压器付方绕组为23V的交流电,然后经VD1~VD4整流、C1滤波变为较为平滑的直流电后,再送至稳压块7815稳压,经电容C2滤波,输出直流电压+15V,供给负载。
R2、R3不是并联的,它们是两个不同的电路原理概述如下:根据串联电路原理,如果有一个电阻与负载串联,那么如果这个电阻的阻值变大,它的压降就要变大,而负载的电压就要变小。反之。 如果这个与负载串联的电阻的阻值能够根据负载的电压自动地调整,就能稳定负载的电压,这就是这个电路的原理。把VT1的C-E之间理解为一个可调电阻,当负载两端电压升高时,可调电阻的阻值变大,根据串联电路原理,负载电压就要下降,反之,当负载电压下降时,可调电阻的阻值变小,负载电压随之升高。这个简单的描述一定要理解好。当然还要理解串联电路。各元件作用如下:VT1, 给负载提供电流并调整电流大小来稳定负载电压,叫调整管。R1, 给VT1提供偏置电流和给VT2提供工作电流。VT2, 把取样电压与基准电压比较,然后把比较后得到的信号放大。叫比较放大管。VZ, 给VT2提供基准电压源R2, VZ的供电电阻。让VZ正常工作。R3、R4, 取样电路,从负载上取出电压高低的信号。电压原理如下:负载的电压经取样电阻分得一个电压加到VT2的基极,实际上,R2、R3就是VT2的分压式偏置电路,所以负载电压的变化就要影响VT2的工作状态:当负载电压升高时------VT2的基极电压升高------VT2基极电流变大-------VT2集电极电流变大------VT2集电极电压下降-----就是VT1基极电压下降------VT1基极电流变小------VT1集电极电流变小------就是负载电流变小)-----负载压降下降(实际就是不变是稳定)。。反之,如果负载电压下降,经过与上述相反的调整也能让负载电压稳定。总之,电路是用取样电路取出负载电压的样板,经VT2放大后控制VT1,VT1再控制负载电流大小,完成自动控制负载电压的高低。负载电流路径:输入电源的+——VT1的C——VT1的E——负载——输入电源的-。VT1偏置电流路径:输入电源+——R1——VT1的B——VT1的E——负载——输入电源-VT2集电极电流路径:输入电源+——R1——VT2的C——VT2的E——VZ的- ——VZ的+——输入电源的-VZ的工作电流路径:VT2的工作电流是之一,主要的是R2:稳压输出的+——R2——VZ的- ——VZ的+取样信号电流路径:稳压输出的+——R3——VT2的B。
传统电路是先用变压器将电压降至5~12V,用4个二极管或集成桥堆进行全桥整流,用1个330μF以上的电解电容并联1个1~10nF的电容进行滤波和旁路,然后接LM317可调稳压芯片。为增加抗浪涌能力还可增加在整流之前加压敏电阻或在整流之后加肖特基二极管。旁路电容的选择需要根据你想要旁路的高频噪声的频带来选择。也可采用“开关电源“的得到。具体设计此略。(不保证设计方案的正确性)
◆恒流源电路工作原理
●恒流源是指输出电流不随电路电压、负荷、环境温度而改变的电路,因此理论上理想的恒流源应具备无限大的内阻。
一个简单而典型的恒流源电路如图所示:
如图中恒流源输出的电流有可变电阻Rvi来定,我们知道三极管在放大区工作时集电极的电流是由基极电流来决定的,即:IC=β×Ib R1与二极管串联给基极提供一个稳定的偏置电压,利用发射极电阻Rvi一方面可调电流,另一方面具有负反馈作用,使输出电流更稳定。
可调稳压电源是采用当前国际先进的高频调制技术,其工作原理是将开关电源的电压和电流展宽,实现了电压和电流的大范围调节,同时扩大了目前电源供应器的应用。稳压电源 的控制芯片是采用目前比较成熟的进口元件,功率部件采用现国际上最新研制的大功率器件,可调稳压电源设计方案省去了传统直流电源因工频变压器而体积笨重。与传统电源相比高频电源就较具有体积小、重量轻、效率高等优点,同时也为大功率电源减小体积创造了条件,此电源又称高频可调式开关电源。可调稳压电源保护功能齐全,过压、过流点可连续设置并可预视,输出电压可通过触控开关控制。
C2是防止LM317内部自激振荡的作用,叫做消振电容。C3是稳压管VD1的滤波电容,VD1提供LM3173脚基准电压,需要稳定。
R1是C3的放电电阻,例如输出电压从大往小调整时,C3上面的存量电压要放掉,并且跟随输出电压。VD2是保护LM317被负载的反电势击穿的作用,例如电感性负载断电时。
变压器的中间那条线就是地线,LM317和LM337的地也是接在那里的。LM317是和LM337分别作为正负电源,电路能做出一个1.25v到12v的可调正负电源。要正5v,就取LM317输出端和地之间。要负5v,就取LM337输出端和地之间.。LM317输出端和LM337输出端合起来最高能取到24v。
扩展资料:
LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块,是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。317系列稳压块的型号很多:例如LM317HVH、W317L等。电子爱好者经常用317稳压块制作输出电压可变的稳压电源。
317稳压块都有一个最小稳定工作电流,有的资料称为最小输出电流,也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。由于317稳压块的生产厂家不同、型号不同,其最小稳定工作电流也不相同,但一般不大于5mA。
当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时,317稳压块就不能正常工作。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时,317稳压块就可以输出稳定的直流电压。
工作原理:可分主回路和控制电路两部分,Vi和Vo分别是输入与输出电压表。主回路是交流电源从输入端通往输出端的路径,包括空气开关K1、稳压与直通选择开关K2、调压变压器T、延时控制继电器J3和输入、输出接线端子等元器件。控制电路的功能有开机延时送电、稳定输出电压、过压保护及指示、欠压保护及指示等。 1.电压偏高需要降压。 大地牌交流稳压器的输出稳压精度设定为±4%,当输出电压刚好等于220V时,调整电位器RP使电压比较器A1.2的反相输入端脚所接的基准电压与其同相输入端脚连接的取样电压也刚好相等,这样输出电压若有升高(可能因为输入电压升高,或负载电流减小),取样电压也相应升高,电压比较器A1.2的输出端脚电位就必然为高,三极管Q1导通,继电器J1吸合,电动机M得电转动,拖动调压变压器的碳刷滑动,直至交流稳压器的输出电压回落到220V为止。电动机绕组的供电回路是:DC12V→J1常开接点→限位开关XK1→电动机M→XK2→J2常闭接点→地。2.取样电压与基准电压。 调压变压器T有两个二次绕组,其中一组9V经DQ1桥式整流后,再经电阻R2和R3分压,取R3上的分压值作为交流稳压器输出电压高低的取样电压。16V的绕组电压经DQ2桥式整流,三端稳压器LM7812稳压,输出稳定的DC12V电压向控制电路供电。发光管LED2点亮标志着DC12V电源工作正常。集成电路A1是四运放HA17324,在这里作四电压比较器使用。DC12V电压经电位器RP、电阻R4~R8分压,共取出四个分压值作为基准电压,分别送往四个电压比较器的相应输入端。电阻R3上的取样电压也同时送往电压比较器的输入端。取样电压和基准电压接入电压比较器输入端的规律是:检测交流稳压器输出电压是否高于额定值220V,其正输入端接取样电压,负输入端接基准电压,例如A1.1和A1.2;检测交流稳压器输出电压是否低于额定值220V,接法与上相反,例如A1.3和A1.4。认识这种规律对读懂许多品牌交流稳压器的电路原理图都有参考意义,但这种接入规律的前提是:检测结果为“是”时,电压比较器的输出端为高电平,这恰好是相关功能电路所需要的。 3.电压偏低需要升压。 若因输入电压降低等原因引起输出电压低于220V,电压比较器A1.3的输出端脚电位变高,之后三极管Q2导通,继电器J2吸合,电动机M得电转动,但这时电动机绕组上的电压极性与上次相反,其回路是:DC12V→继电器J2常开接点→限位开关XK2→电动机M→XK1→J1常闭接点→地,电动机反向旋转,直至输出电压回升到220V为止。 限位开关XK1和XK2安装在调压变压器上碳刷允许旋转范围的极限端位置,若因输入电压偏高或偏低较多,电动机拖动碳刷转至极限位置仍不能使输出电压回到220V,碳刷架将触及限位开关,电动机断电停转,以免电动机过载损坏。4.开机延时送电控制 这部分电路由集成电路A2及其外围元件组成。A2是型号为HA17358的双运放,此处将运放改作电压比较器使用。电压比较器的反相输入端脚接有由电阻R27和R29分压提供的基准电压,同相输入端脚接的是电阻R25和电容C7组成的充电回路。刚通电时三极管Q5截止,C7从0开始充电,在C7上的充电电压达到脚基准电压之前,A2的输出端脚为低电平;当C7上电压达到或超过脚电压时,脚电位变高,三极管Q6导通,继电器J3吸合,其常开接点闭合,调压变压器的220V电压经J3接点送往交流稳压器的输出端,至此,开机延时结束。这个过程大约需要5分钟。开机延时送电主要是为了保护空调、电冰箱等设备的用电安全,若无此需求,可按下快启自锁按钮AN,此时开机延时时间将缩短为2~3秒钟,这是因为由阻值仅10kΩ的电阻R26向电容C7充电,其充电时间常数已明显减小。开机延时期间发光管LED4点亮,指示当前工作状态。交流稳压器通电工作期间若遇停电,电容器C7会经二极管D2迅速放电,以保证即便短时间停电后又恢复送电,C7也重新从0开始充电,交流稳压器的输出端须再经延时才能往外送电,从而保证用电设备的安全。5.过压保护电路。 由集成电路A1.1及外围电路组成。当电压偏高较多,经电动机拖动碳刷调整到极限位置(这时因限位开关XK1动作,电动机停止转动),输出电压仍然达到或超过220V的1.1倍时,电压比较器A1.1的输出端脚变为高电平,经二极管D1使三极管Q5导通,电容器C7迅速放电,电压比较器A2输出端脚电位转低,继电器J3释放,切断交流稳压器的电压输出,保护了用电设备。过压保护后发光管LED1点亮,指示断电是由过压所致。6.欠压保护电路。 由集成电路A1.4及三极管Q3、Q4等元件组成。若电压偏低并经调压变压器作最大限度地调整,输出电压仍低于220V的0.9倍时,电压比较器A1.4的输出端脚由低变高,经电阻R20和电容器C4充电回路作短时间延时后,三极管Q3饱和,Q4截止,Q4集电极的高电位经二极管D3使Q5饱和导通,最终导致继电器J3释放,交流稳压器输出端断电。欠压时发光管LED3点亮,指示当前处于欠压状态。如果用电设备允许欠压运行的话,可去掉二极管D3,这样欠压时只有发光管指示而不断电。 由以上分析可知,电位器RP一旦调整好,升压控制、降压控制、过压保护和欠压保护的动作阈值即自动生成,这在保证稳压精度的前提下,大大减少了生产、调试和维修时的工作量。
直流稳压电源主要由四部分组成:电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路。如下图所示:1.电源变压器:将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压,一般次级电压u2较小。2.整流电路:将变压器次级交流电压u2变成单向的直流电压u3,它包含直流成份和许多谐波分量。3.滤波电路:滤除脉动电压u3中的谐波分量,输出比较平滑的直流电压u4。该电压往往随电网电压和负载电流的变化而变化。4.稳压电路:它能在电网电压和负载电流的变化时,保持输出直流电压的稳定。它是直流稳压电源的重要组成部分,决定着直流电源的重要性能指标。
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。下面我们来看看开关电源电路图以及开关电源工作原理吧。
一、开关式稳压电源的基本工作原理
开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种,在实际的应用中,调宽式使用得较多,在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。
调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。
对于单极性矩形脉冲来说,其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度,脉冲越宽,其直流平均电压值就越高。直流平均电压U。可由公式计算,
即Uo=Um×T1/T
式中Um为矩形脉冲最大电压值;T为矩形脉冲周期;T1为矩形脉冲宽度。
从上式可以看出,当Um 与T 不变时,直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样,只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄,就可以达到稳定电压的目的。
二、开关式稳压电源的原理电路图
1、基本电路
图二 开关电源电路图
开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变成含有一定脉动成份的直流电压,该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器,它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化,制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例,以达到稳定输出电压的目的。
2.单端反激式开关电源电路图
单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激,是指当开关管VT1 导通时,高频变压器T初级绕组的感应电压为上正下负,整流二极管VD1处于截止状态,在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时,变压器T初级绕组中存储的能量,通过次级绕组及VD1 整流和电容C滤波后向负载输出。
单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路,输出功率为20-100W,可以同时输出不同的电压,且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大,外特性差,适用于相对固定的负载。
单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向电压是电路工作电压值的两倍,工作频率在20-200kHz之间。
3.单端正激式开关电源电路图
单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似,但工作情形不同。当开关管VT1导通时,VD2也
导通,这时电网向负载传送能量,滤波电感L储存能量;当开关管VT1截止时,电感L通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。
在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2,它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件,即磁通建立和
复位时间应相等,所以电路中脉冲的占空比不能大于50%。由于这种电路在开关管VT1导通时,通过变压器向负载传送能量,所以输出功率范围大,可输出50-200 W的功率。电路使用的变压器结构复杂,体积也较大,正因为这个原因,这种电路的实际应用较少。
4.自激式开关稳压电源电路图
自激式开关稳压电源的典型电路如图五所示。这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源,也是目前广泛使用的基本电源之一。
当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流,使VT1开始导通,其集电极电流Ic在L1中线性增长,在L2 中感应出使VT1 基极为正,发射极为负的正反馈电压,使VT1 很快饱和。与此同时,感应电压给C1充电,随着C1充电电压的增高,VT1基极电位逐渐变低,致使VT1退出饱和区,Ic 开始减小,在L2 中感应出使VT1 基极为负、发射极为正的电压,使VT1 迅速截止,这时二极管VD1导通,高频变压器T初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时,L2中没有感应电压,直流供电输人电压又经R1给C1反向充电,逐渐提高VT1基极电位,使其重新导通,再次翻转达到饱和状态,电路就这样重复振荡下去。这里就像单端反激式开关电源那样,由变压器T的次级绕组向负载输出所需要的电压。
自激式开关电源中的开关管起着开关及振荡的双重作从,也省去了控制电路。电路中由于负载位于变压器的次级且工作在反激状态,具有输人和输出相互隔离的优点。这种电路不仅适用于大功率电源,亦适用于小功率电源。
5.推挽式开关电源电路图
推挽式开关电源的典型电路如图六所示。它属于双端式变换电路,高频变压器的磁芯工作在磁滞回线的两侧。电路使用两个开关管VT1和VT2,两个开关管在外激励方波信号的控制下交替的导通与截止,在变压器T次级统组得到方波电压,经整流滤波变为所需要的直流电压。
这种电路的优点是两个开关管容易驱动,主要缺点是开关管的耐压要达到两倍电路峰值电压。电路的输出功率较大,一般在100-500 W范围内。
6.降压式开关电源电路图
降压式开关电源的典型电路如图七所示。当开关管VT1 导通时,二极管VD1 截止,输人的整流电压经VT1和L向C充电,这一电流使电感L中的储能增加。当开关管VT1截止时,电感L感应出左负右正的电压,经负载RL和续流二极管VD1释放电感L中存储的能量,维持输出直流电压不变。电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。
这种电路使用元件少,它同下面介绍的另外两种电路一样,只需要利用电感、电容和二极管即可实现。
7.升压式开关电源电路图
升压式开关电源的稳压电路如图八所示。当开关管 VT1 导通时,电感L储存能量。当开关管VT1 截止时,电感L感应出左负右正的电压,该电压叠加在输人电压上,经二极管VD1向负载供电,使输出电压大于输人电压,形成升压式开关电源。
8.反转式开关电源电路图
反转式开关电源的典型电路如图九所示。这种电路又称为升降压式开关电源。无论开关管VT1之前的脉动直流电压高于或低于输出端的稳定电压,电路均能正常工作。
当开关管 VT1 导通时,电感L 储存能量,二极管VD1 截止,负载RL靠电容C上次的充电电荷供电。当开关管VT1截止时,电感L中的电流继续流通,并感应出上负下正的电压,经二极管VD1向负载供电,同时给电容C充电。
以上就是小编为大家介绍的开关电源电路图以及开关电源工作原理的内容,希望能够帮助到您。更多关于开关电源电路图的相关资讯,请继续关注土巴兔学装修。