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电源工程师设计全攻略：电源电路图锦集.pdf

发布时间：2022-04-08 发布人：admin 分类：互联网 资料大小：0.69M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    本文搜罗了稳压电源、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。 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(＄0.9828)，V2 选用 3DG180 或 2SC3953，V3 选用 3CG12 或 3CG80
    2、10A3～15V 稳压可调电源电路图 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(＄0.0625)，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(＄0.2053)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。 二、开关电源
    1、PWM 开关电源集成控制 IC-UC3842(＄0.1656)工作原理 UC3842 工作原理 下图为 UC3842 内部框图和引脚图，UC3842 采用固定工作频率脉冲宽度 可控调制方式，共有 8 个引脚，各脚功能如下：①脚是误差放大器的输出端， 外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性；②脚是反馈电压输入端， 此脚电压与误差放大器同相端的 2.5V 基准电压进行比较，产生误差电压，从而 控制脉冲宽度；③脚为电流检测输入端， 当检测电压超过 1V 时缩小脉冲宽度 使电源处于间歇工作状态；④脚为定时端，内部振荡器的工作频率由外接的阻容 时间常数决定，f=1.8/（RT×CT）；⑤脚为公共地端；⑥脚为推挽输出端，内 部为图腾柱式，上升、下降时间仅为 50ns 驱动能力为±1A ；⑦脚是直流电源 供电端，具有欠、过压锁定功能，芯片功耗为 15mW；⑧脚为 5V 基准电压输 出端，有 50mA 的负载能力。 UC3842 内部原理框图
    UC3842 是一种性能优异、应用广泛、结构较简单的 PWM 开关电源集成 控制器，由于它只有一个输出端，所以主要用于音端控制的开关电源。UC3842 7 脚为电压输入端，其启动电压范围为 16-34V。在电源启动时，VCC﹤16V， 输入电压施密物比较器输出为 0，此时无基准电压产生，电路不工作；当 Vcc ﹥16V 时输入电压施密特比较器送出高电平到 5V 蕨稳压器，产生 5V 基准电压， 此电压一方面供销内部电路工作，另一方面通过⑧脚向外部提供参考电压。一旦 施密特比较器翻转为高电平（芯片开始工作以后），Vcc 可以在 10V-34V 范围 内变化而不影响电路的工作状态。当 Vcc 低于 10V 时，施密特比较器又翻转为 低电平，电路停止工作。 当基准稳压源有 5V 基准电压输出时，基准电压检测逻辑比较器即达出高电 平信号到输出电路。同时，振荡器将根据④脚外接 Rt、Ct 参数产生 f=/Rt.Ct 的振荡信号，此信号一路直接加到图腾柱电路的输入端，另一路加到 PWM 脉宽 市制 RS 触发器的置位端，RS 型 PWN 脉宽调制器的 R 端接电流检测比较器输 出端。R 端为占空调节控制端，当 R 电压上升时，Q 端脉冲加宽，同时⑥脚送 出脉宽也加宽（占空比增多）；当 R 端电压下降时，Q 端脉冲变窄，同时 ⑥脚 送出脉宽也变变窄（占空比减小）。UC3842 各点时序如图所示，只有当 E 点为 高电平时才有信号输出 ，并且 a、b 点全为高电平时，d 点才送出高电平，c 点 送出低电平，否则 d 点送出低电平，c 点送出高电平。②脚一般接输出电压取样 信号，也称反馈信号。当② 脚电压上升时，①脚电压将下降，R 端电压亦随之 下降，于是⑥脚脉冲变窄；反之，⑥脚脉冲变宽。③脚为电流传感端，通常在功 率管的源极或发射极串入一小阻值取样电阻，将流过开关管的电流转为电压，并 将此电压引入境脚。当负载短路或其它原因引起功率管电流增加，并使取样电阻
    上的电压超过 1V 时，⑥脚就停止脉冲输出，这样就可以有效的保护功率管不受 损坏。 2、TOP224P(＄1.7520)构成的 12V、20W 开关直流稳压电源电路 由 TOP224P 构成的 12V、20W 开关直流稳压电源电路如图所示。电路中 使用两片集成电路：TOP224P 型三端单片开关电源（IC1），PC817A 型线性 光耦合器 （IC2）。交流电源经过 UR 和 Cl 整流滤波后产生直流高压 Ui，给高 频变压器 T 的一次绕组供电。VDz1 和 VD1 能将漏感产生的尖峰电压钳位到安 全值， 并能衰减振铃电压。VDz1 采用反向击穿电压为 200V 的 P6KE200(＄0.0861)型瞬态电压抑制器，VDl 选用 1A／600V 的 UF4005(＄0.0444)型超快恢复二极管。二 次绕组电压通过 V 砬、C2、Ll 和 C3 整流滤波，获得 12V 输出电压 Uo。Uo 值是由 VDz2 稳定电压 Uz2、光耦中 LED
    的正向压降 UF、R1 上的压降 这三者之和来设定的。改变高频变压器的匝数比 和 VDz2 的稳压值，还可获得其他输出电压值。R2 和 VDz2 五还为 12V 输出提 供一个假负载，用以提高轻载 时的负载调整率。反馈绕组电压经 VD3 和 C4 整 流滤波后，供给 TOP224P 所需偏压。由 R2 和 VDz2 来调节控制端电流，通过 改变输出占空比达到稳压目 的。共模扼流圈 L2 能减小由一次绕组接 D 端的高 压开关波形所产生的共模泄漏电流。C7 为保护电容，用于滤掉由一次、二次绕 组耦合电容引起的干扰。C6 可减 小由一次绕组电流的基波与谐波所产生的差模 泄漏电流。C5 不仅能滤除加在控制端上的尖峰电流，而且决定自启动频率，它 还与 R1、R3 一起对控制回路进行补偿。 三、DC-DC 电源 1、3V 转+5V、+12V 的电路图 由电池供电的便携式电子产品一般都采用低电源电压，这样可减少电池数 量，达到减小产品尺寸及重量的目的，故一般常用 3～5V 作为工作电压，为保
    证电路工作的稳定性及精度，要求采用稳压电源供电。若电路采用 5V 工作电压， 但另需一个较高的工作电压，这往往使设计者为难。本文介绍一种采用两块升压 模块组成的电路可解决这一难题，并且只要两节电池供电。该电路的特点是外围 元件少、尺寸小、重量轻、输出+5V、+12V 都是稳定的，满足便携式电子产品 的要求。+5V 电源可输出 60mA，+12V 电源最大输出电流为 5mA。 该电路如上图所示。它由 AH805 升压模块及 FP106(＄1.5500)升压模块组 成。AH805 是一种输入 1.2～3V，输出 5V 的升压模块，在 3V 供电时可输出 100mA 电流。FP106 是贴片式升压模块，输入 4～6V，输出固定电压为 29± 1V，输出电流可达 40mA，AH805 及 FP106 都是一个电平控制的关闭电源控 制端。两节 1.5V 碱性电池输出的 3V 电压输入 AH805，AH805 输出+5V 电压， 其一路作 5V 输出，另一路输入 FP106 使其产生 28～30V 电压，经稳压管稳压 后输出+12V 电压。 从图中可以看出，只要改变稳压管的稳压值，即可获得不同的输出电压，使 用十分灵活。FP106 的第⑤脚为控制电源关闭端，在关闭电源时，耗电几乎为
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