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电源电子电路设计图TOP11经典分析.pdf

发布时间：2022-04-08 发布人：admin 分类：互联网 资料大小：0.40M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    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 3300µ(＄0.1464);F／35V 电解电容，C2、 C3 选用 0.1µ(＄0.1464);F 独石电容，C4 选用 470µ(＄0.1464);F／ 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(＄0.0625)，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(＄0.0625)，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(＄0.0625)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(＄0.1656)工作原理
    下图为 UC3842(＄0.1656) 内部框图和引脚图，UC3842(＄0.1656) 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(＄0.1656) 内部原理框图 UC3842(＄0.1656)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(＄0.1656) 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(＄0.1656)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(＄1.7520)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(＄1.7520)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(＄0.0747) 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(＄1.7520)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(＄1.5500)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(＄1.5500)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(＄1.5500)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(＄1.5500)的第⑤脚为控制电源关闭端， 在关闭电源时，耗电几乎为零，当第 ⑤脚加高电平》2.5V 时，电源导通；当第 ⑤脚加低电平《0.4V 时，电源被关闭。可以用电路来控制或手动控制，若不需 控制时，第⑤脚与第 ⑧脚连接。 2、用 MC34063(＄0.1626)做 3.6V 电转 9V 电路图 工作状态： 无负载：输入：3.65V、18uA（相当 600mAH 的电池待机三年多） 有负载：输出：9.88V、50.2mA，输入：3.65V、186.7mA，效率为 72% 工作原理： 无负载时，IC 的 6 脚没有电，停止工作，输入端 3.65V 工作电流只有 18uA （相当 600mAH 的电池待机三年多）！当有负载时（Q1 有 Ieb 电流），8550 的 EC 极导通，IC 得电工作。IC 是否工作是由是否有负载决定的，就相当一个电池。 用 IC 做电压转换效率高，输出稳定！这个电路加点改进，增加功率可以做“不 需开关的 4.2V 转 5V 移动电源”。可以用个电池盒做手机的后备电源！ 电路图
    我的电感是用 0.3mm 的线在 1cm 的工字磁芯上绕约 30 匝。我觉得这磁芯用 得偏大了，他的空间还没有绕上一半。 四、充电电路 1、lm358(＄0.0737)碱性电池充电器电路图 碱性电池能否充电的问题，有两种不同的说法。有的说可以充，效果非常好。 有的说绝对不能充，电池说明提示了会有爆炸的危险。事实上，碱性电池确可充 电，充电次数一般为 30-50 次左右。实际上是由于在充电方法上的掌握，导致了 截然不同的两种后果。首先 ，碱性电池可以充电是毋庸置疑的，同时，在电池 的说明中，都提到碱性电池不可充电，充电可能导致爆炸。这也是没错的，但是 注意这里的用词是“可能”导致爆 炸。你也可以理解为厂家的一种免责性的自 我保护声明。碱性电池充电的关键是温度。只要能做到对电池充电时不出现高温， 就可以顺利地完成充电过程，正确的充 电方法要求有几点： 1.小电流 50MA 2.不过充 1.7V，不过放 1.3V 一些人尝试充电实践后，斩钉截铁地说不能充电，之所以出现充不进电、用 电时间短、漏液、爆炸等问题，多数是充电器的问题，如果充电器充电电流太大， 远超过 50ma，如一些快速充电器充电电流在 200ma 以上，直接的后果是电池温 度很高，摸上去烫手，轻则会漏液，严重的就会爆炸。有的人使用镍氢充电电池 充电器来充，低档的充电器没有自动停充功能，长时间的充电导致电池过充也会 出现漏液和爆炸。好一点的充电器有自动停充功能，但停充电 压一般设定为镍 氢充电电池的 1.42V，而碱性电池充满电压约为 1.7V。因此，电压太低，感觉上 就是充不进电，用电时间短，没什么效果。再有就是电池不 过放指的是不要等 到电池完全没电再充电，这样操作，再好的电池也就能充三、五次，且效果差。
    一般建议用南孚碱性电池电压不低于 1.3V。所以，你如果打算对碱性电池充电， 必须要有一个合格的充电器，充电电流 50ma 左右，充电截止电压 1.7V 左右。看 看你家的充电器吧。市面上有卖碱性电池专用充电器的，所谓专利产品。实际上 就是充电电压 1.7V 电流 50ma 的简单电路。利用手边现有的零件 lm358(＄0.0737) 和 TL431(＄0.0625)，我做了个简单电路，截止电压 1.67V 自动停充，成本两元 而已。供感兴趣的朋友参考。 相关说明： 碱锰充电电池：是在碱性锌锰电池的基础上发展起来的，由于应用了无汞化 的锌粉及新型添加剂，故又称为无汞碱锰电池。这种电池在不改变原碱性电池放 电特性的同时，又能充电使用几十次到几百次，比较经济实惠。碱性锌锰电池简 称碱锰电池，它是在 1882 年研制成功，1912 年就已开发，到了 1949 年才投产 问世。人们发现，当用 KOH 电解质溶液代替 NH4Cl 做电解质时，无论是电解质还 是结构上都有较大变化，电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。 它的特点： 1.开路电压为 1.5V;2.工作温度范围宽在－20℃～60℃之间，适于高寒地区 使用；3.大电流连续放电其容量是酸性锌锰电池的 5 倍左右；4.它的低温放电性 能也很好。充电次数在 30 次以内，一般 10-20 次，需要特别充电器，极为容易 丧失充电能力。 2、2.75W 中功率 USB 充电器电路图 该设计采用了 Power Integrations 的 LinkSwitch 系列产品 LNK613DG(＄0.5400)。这种设计非常适合手机或类似的 USB 充电器应用，包括手 机电池充电器、USB 充电器或任何有恒压／恒流特性要求的应用。在电路中，二 极管 D1 至 D4 对 AC 输入进行整流，电容 C1 和 C2 对 DC 进行滤波。L1、C1 和 C2 组成一个π型滤波器，对差模传导 EMI 噪声进行衰减。这些与 Power Integrations 的变压器 E-sheild？技术相结合，使本设计能以充足的裕量轻松
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