本文搜羅了穩(wěn)壓電源,、DCDC 轉(zhuǎn)換電源,、開關(guān)電源,、充電電路,、恒流源相關(guān)的經(jīng)典電路資料,為工程師提供最新鮮的電路圖參考資料,。
一,、穩(wěn)壓電源
1、3~25V 電壓可調(diào)穩(wěn)壓電路圖
此穩(wěn)壓電源可調(diào)范圍在 3.5V~25V 之間任意調(diào)節(jié),,輸出電流大,,并采用可調(diào)穩(wěn)壓管式電路,從而得到滿意平穩(wěn)的輸出電壓,。
工作原理:經(jīng)整流濾波后直流電壓由 R1 提供給調(diào)整管的基極,,使調(diào)整管導(dǎo)通,在 V1 導(dǎo)通時(shí)電壓經(jīng)過 RP,、R2 使 V2 導(dǎo)通,接著 V3 也導(dǎo)通,,這時(shí) V1,、V2、 V3 的發(fā)射極和集電極電壓不再變化(其作用完全與穩(wěn)壓管一樣),。調(diào)節(jié) RP,,可得到平穩(wěn)的輸出電壓,R1,、RP,、R2 與 R3 比值決定本電路輸出的電壓值。
元器件選擇:變壓器 T 選用 80W~100W,,輸入 AC220V,,輸出雙繞組 AC28V。FU1 選用 1A,,F(xiàn)U2 選用 3A~5A,。VD1、VD2 選用 6A02,。RP 選用 1W 左右普通電位器,,阻值為 250K~330K,C1 選用 3300μF/35V 電解電容,,C2,、C3 選用 0.1μF 獨(dú)石電容,C4 選用 470μF/35V 電解電容,。R1 選用 180~220Ω/0.1W~1W,,R2、R4、R5 選用 10KΩ,、1/8W,。V1 選用 2N3055,V2 選用 3DG180 或 2SC3953,,V3 選用 3CG12 或 3CG80
2,、10A3~15V 穩(wěn)壓可調(diào)電源電路圖
無論檢修電腦還是電子制作都離不開穩(wěn)壓電源,下面介紹一款直流電壓從 3V 到 15V 連續(xù)可調(diào)的穩(wěn)壓電源,,最大電流可達(dá) 10A,,該電路用了具有溫度補(bǔ)償特性的,高精度的標(biāo)準(zhǔn)電壓源集成電路 TL431,,使穩(wěn)壓精度更高,,如果沒有特殊要求,基本能滿足正常維修使用,,電路見下圖,。
其工作原理分兩部分,第一部分是一路固定的 5V1.5A 穩(wěn)壓電源電路,。第二部分是另一路由 3 至 15V 連續(xù)可調(diào)的高精度大電流穩(wěn)壓電路,。第一路的電路非常簡(jiǎn)單,由變壓器次級(jí) 8V 交流電壓通過硅橋 QL1 整流后的直流電壓經(jīng) C1 電解電容濾波后,,再由 5V 三端穩(wěn)壓塊 LM7805 不用作任何調(diào)整就可在輸出端產(chǎn)生固定的 5V1A 穩(wěn)壓電源,,這個(gè)電源在檢修電腦板時(shí)完全可以當(dāng)作內(nèi)部電源使用。第二部分與普通串聯(lián)型穩(wěn)壓電源基本相同,,所不同的是使用了具有溫度補(bǔ)償特性的,,高精度的標(biāo)準(zhǔn)電壓源集成電路 TL431,所以使電路簡(jiǎn)化,,成本降低,,而穩(wěn)壓性能卻很高。圖中電阻 R4,,穩(wěn)壓管 TL431,,電位器 R3 組成一個(gè)連續(xù)可調(diào)得恒壓源,為 BG2 基極提供基準(zhǔn)電壓,,穩(wěn)壓管 TL431 的穩(wěn)壓值連續(xù)可調(diào),,這個(gè)穩(wěn)壓值決定了穩(wěn)壓電源的最大輸出電壓,如果你想把可調(diào)電壓范圍擴(kuò)大,,可以改變 R4 和 R3 的電阻值,,當(dāng)然變壓器的次級(jí)電壓也要提高。變壓器的功率可根據(jù)輸出電流靈活掌握,,次級(jí)電壓 15V 左右,。橋式整流用的整流管 QL 用 15-20A 硅橋,,結(jié)構(gòu)緊湊,中間有固定螺絲,,可以直接固定在機(jī)殼的鋁板上,,有利散熱。調(diào)整管用的是大電流 NPN 型金屬殼硅管,,由于它的發(fā)熱量很大,,如果機(jī)箱允許,盡量購(gòu)買大的散熱片,,擴(kuò)大散熱面積,,如果不需要大電流,也可以換用功率小一點(diǎn)的硅管,,這樣可以做的體積小一些,。濾波用 50V4700uF 電解電容 C5 和 C7 分別用三只并聯(lián),使大電流輸出更穩(wěn)定,,另外這個(gè)電容要買體積相對(duì)大一點(diǎn)的,,那些體積較小的同樣標(biāo)注 50V4700uF 盡量不用,當(dāng)遇到電壓波動(dòng)頻繁,,或長(zhǎng)時(shí)間不用,,容易失效。最后再說一下電源變壓器,,如果沒有能力自己繞制,有買不到現(xiàn)成的,,可以買一塊現(xiàn)成的 200W 以上的開關(guān)電源代替變壓器,,這樣穩(wěn)壓性能還可進(jìn)一步提高,制作成本卻差不太多,,其它電子元件無特殊要求,,安裝完成后不用太大調(diào)整就可正常工作。
二,、開關(guān)電源
1,、PWM 開關(guān)電源集成控制 IC-UC3842 工作原理
UC3842 工作原理
下圖為 UC3842 內(nèi)部框圖和引腳圖,UC3842 采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式,,共有 8 個(gè)引腳,,各腳功能如下:①腳是誤差放大器的輸出端,外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性,;②腳是反饋電壓輸入端,,此腳電壓與誤差放大器同相端的 2.5V 基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,產(chǎn)生誤差電壓,,從而控制脈沖寬度,;③腳為電流檢測(cè)輸入端,, 當(dāng)檢測(cè)電壓超過 1V 時(shí)縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài);④腳為定時(shí)端,,內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時(shí)間常數(shù)決定,,f=1.8/(RT×CT);⑤腳為公共地端,;⑥腳為推挽輸出端,,內(nèi)部為圖騰柱式,上升,、下降時(shí)間僅為 50ns 驅(qū)動(dòng)能力為±1A ,;⑦腳是直流電源供電端,具有欠,、過壓鎖定功能,,芯片功耗為 15mW;⑧腳為 5V 基準(zhǔn)電壓輸出端,,有 50mA 的負(fù)載能力,。
UC3842 內(nèi)部原理框圖
UC3842 是一種性能優(yōu)異、應(yīng)用廣泛,、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的 PWM 開關(guān)電源集成控制器,,由于它只有一個(gè)輸出端,所以主要用于音端控制的開關(guān)電源,。
UC3842 7 腳為電壓輸入端,,其啟動(dòng)電壓范圍為 16-34V。在電源啟動(dòng)時(shí),,VCC﹤16V,,輸入電壓施密物比較器輸出為 0,此時(shí)無基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生,,電路不工作,;當(dāng) Vcc﹥16V 時(shí)輸入電壓施密特比較器送出高電平到 5V 蕨穩(wěn)壓器,產(chǎn)生 5V 基準(zhǔn)電壓,,此電壓一方面供銷內(nèi)部電路工作,,另一方面通過⑧腳向外部提供參考電壓。一旦施密特比較器翻轉(zhuǎn)為高電平(芯片開始工作以后),,Vcc 可以在 10V-34V 范圍內(nèi)變化而不影響電路的工作狀態(tài),。當(dāng) Vcc 低于 10V 時(shí),施密特比較器又翻轉(zhuǎn)為低電平,,電路停止工作,。
當(dāng)基準(zhǔn)穩(wěn)壓源有 5V 基準(zhǔn)電壓輸出時(shí),基準(zhǔn)電壓檢測(cè)邏輯比較器即達(dá)出高電平信號(hào)到輸出電路,。同時(shí),,振蕩器將根據(jù)④腳外接 Rt,、Ct 參數(shù)產(chǎn)生 f=/Rt.Ct 的振蕩信號(hào),此信號(hào)一路直接加到圖騰柱電路的輸入端,,另一路加到 PWM 脈寬市制 RS 觸發(fā)器的置位端,,RS 型 PWN 脈寬調(diào)制器的 R 端接電流檢測(cè)比較器輸出端。R 端為占空調(diào)節(jié)控制端,,當(dāng) R 電壓上升時(shí),,Q 端脈沖加寬,同時(shí)⑥腳送出脈寬也加寬(占空比增多),;當(dāng) R 端電壓下降時(shí),,Q 端脈沖變窄,同時(shí) ⑥腳送出脈寬也變變窄(占空比減?。?。UC3842 各點(diǎn)時(shí)序如圖所示,只有當(dāng) E 點(diǎn)為高電平時(shí)才有信號(hào)輸出 ,,并且 a,、b 點(diǎn)全為高電平時(shí),d 點(diǎn)才送出高電平,,c 點(diǎn)送出低電平,,否則 d 點(diǎn)送出低電平,c 點(diǎn)送出高電平,。②腳一般接輸出電壓取樣信號(hào),,也稱反饋信號(hào)。當(dāng)② 腳電壓上升時(shí),,①腳電壓將下降,,R 端電壓亦隨之下降,于是⑥腳脈沖變窄,;反之,⑥腳脈沖變寬,。③腳為電流傳感端,,通常在功率管的源極或發(fā)射極串入一小阻值取樣電阻,將流過開關(guān)管的電流轉(zhuǎn)為電壓,,并將此電壓引入境腳,。當(dāng)負(fù)載短路或其它原因引起功率管電流增加,并使取樣電阻上的電壓超過 1V 時(shí),,⑥腳就停止脈沖輸出,,這樣就可以有效的保護(hù)功率管不受損壞。
2,、TOP224P 構(gòu)成的 12V,、20W 開關(guān)直流穩(wěn)壓電源電路
由 TOP224P 構(gòu)成的 12V,、20W 開關(guān)直流穩(wěn)壓電源電路如圖所示。電路中使用兩片集成電路:TOP224P 型三端單片開關(guān)電源(IC1),,PC817A 型線性光耦合器 (IC2),。交流電源經(jīng)過 UR 和 Cl 整流濾波后產(chǎn)生直流高壓 Ui,給高頻變壓器 T 的一次繞組供電,。VDz1 和 VD1 能將漏感產(chǎn)生的尖峰電壓鉗位到安全值,, 并能衰減振鈴電壓。VDz1 采用反向擊穿電壓為 200V 的 P6KE200 型瞬態(tài)電壓抑制器,,VDl 選用 1A/600V 的 UF4005 型超快恢復(fù)二極管,。二 次繞組電壓通過 V 砬、C2,、Ll 和 C3 整流濾波,,獲得 12V 輸出電壓 Uo。Uo 值是由 VDz2 穩(wěn)定電壓 Uz2,、光耦中 LED 的正向壓降 UF,、R1 上的壓降 這三者之和來設(shè)定的。改變高頻變壓器的匝數(shù)比和 VDz2 的穩(wěn)壓值,,還可獲得其他輸出電壓值,。R2 和 VDz2 五還為 12V 輸出提供一個(gè)假負(fù)載,用以提高輕載 時(shí)的負(fù)載調(diào)整率,。反饋繞組電壓經(jīng) VD3 和 C4 整流濾波后,,供給 TOP224P 所需偏壓。由 R2 和 VDz2 來調(diào)節(jié)控制端電流,,通過改變輸出占空比達(dá)到穩(wěn)壓目 的,。共模扼流圈 L2 能減小由一次繞組接 D 端的高壓開關(guān)波形所產(chǎn)生的共模泄漏電流。C7 為保護(hù)電容,,用于濾掉由一次,、二次繞組耦合電容引起的干擾。C6 可減 小由一次繞組電流的基波與諧波所產(chǎn)生的差模泄漏電流,。C5 不僅能濾除加在控制端上的尖峰電流,,而且決定自啟動(dòng)頻率,它還與 R1,、R3 一起對(duì)控制回路進(jìn)行補(bǔ)償,。
本電源主要技術(shù)指標(biāo)如下:
交流輸人電壓范圍:u=85~265V;
輸入電網(wǎng)頻率:fLl=47~440Hz,;
輸出電壓(Io=1.67A):Uo=12V,;
最大輸出電流:IOM=1.67A;
連續(xù)輸出功率:Po=20W(TA=25℃,,或 15W(TA=50℃),;
電壓調(diào)整率:η=78%,;
輸出紋波電壓的最大值:±60mV;
工作溫度范圍:TA=0~50℃,。
三,、DC-DC 電源
1、3V 轉(zhuǎn)+5V,、+12V 的電路圖
由電池供電的便攜式電子產(chǎn)品一般都采用低電源電壓,,這樣可減少電池?cái)?shù)量,達(dá)到減小產(chǎn)品尺寸及重量的目的,,故一般常用 3~5V 作為工作電壓,,為保證電路工作的穩(wěn)定性及精度,要求采用穩(wěn)壓電源供電,。若電路采用 5V 工作電壓,,但另需一個(gè)較高的工作電壓,這往往使設(shè)計(jì)者為難,。本文介紹一種采用兩塊升壓模塊組成的電路可解決這一難題,,并且只要兩節(jié)電池供電。
該電路的特點(diǎn)是外圍元件少,、尺寸小,、重量輕、輸出+5V,、+12V 都是穩(wěn)定的,,滿足便攜式電子產(chǎn)品的要求。+5V 電源可輸出 60mA,,+12V 電源最大輸出電流為 5mA,。
該電路如上圖所示。它由 AH805 升壓模塊及 FP106 升壓模塊組成,。AH805 是一種輸入 1.2~3V,,輸出 5V 的升壓模塊,在 3V 供電時(shí)可輸出 100mA 電流,。FP106 是貼片式升壓模塊,,輸入 4~6V,輸出固定電壓為 29±1V,,輸出電流可達(dá) 40mA,AH805 及 FP106 都是一個(gè)電平控制的關(guān)閉電源控制端,。
兩節(jié) 1.5V 堿性電池輸出的 3V 電壓輸入 AH805,,AH805 輸出+5V 電壓,其一路作 5V 輸出,,另一路輸入 FP106 使其產(chǎn)生 28~30V 電壓,,經(jīng)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后輸出+12V 電壓,。
從圖中可以看出,只要改變穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值,,即可獲得不同的輸出電壓,,使用十分靈活。FP106 的第⑤腳為控制電源關(guān)閉端,,在關(guān)閉電源時(shí),,耗電幾乎為零,當(dāng)?shù)冖菽_加高電平》2.5V 時(shí),,電源導(dǎo)通,;當(dāng)?shù)冖菽_加低電平<0.4V 時(shí),電源被關(guān)閉,??梢杂秒娐穪砜刂苹蚴謩?dòng)控制,若不需控制時(shí),,第⑤腳與第 ⑧腳連接,。
2、用 MC34063 做 3.6V 電轉(zhuǎn) 9V 電路圖
工作狀態(tài):
無負(fù)載:
輸入:3.65V,、18uA(相當(dāng) 600mAH 的電池待機(jī)三年多)
有負(fù)載:
輸出:9.88V,、50.2mA,輸入:3.65V,、186.7mA,,效率為 72%
工作原理:
無負(fù)載時(shí),IC 的 6 腳沒有電,,停止工作,,輸入端 3.65V 工作電流只有 18uA(相當(dāng) 600mAH 的電池待機(jī)三年多)!
當(dāng)有負(fù)載時(shí)(Q1 有 Ieb 電流),,8550 的 EC 極導(dǎo)通,,IC 得電工作。
IC 是否工作是由是否有負(fù)載決定的,,就相當(dāng)一個(gè)電池,。
用 IC 做電壓轉(zhuǎn)換效率高,輸出穩(wěn)定,!
這個(gè)電路加點(diǎn)改進(jìn),,增加功率可以做“不需開關(guān)的 4.2V 轉(zhuǎn) 5V 移動(dòng)電源”??梢杂脗€(gè)電池盒做手機(jī)的后備電源,!
電路圖
我的電感是用 0.3mm 的線在 1cm 的工字磁芯上繞約 30 匝。我覺得這磁芯用得偏大了,他的空間還沒有繞上一半,。
四,、充電電路
1、lm358 堿性電池充電器電路圖
堿性電池能否充電的問題,,有兩種不同的說法,。有的說可以充,效果非常好,。有的說絕對(duì)不能充,,電池說明提示了會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)。事實(shí)上,,堿性電池確可充電,,充電次數(shù)一般為 30-50 次左右。
實(shí)際上是由于在充電方法上的掌握,,導(dǎo)致了截然不同的兩種后果,。首先 ,堿性電池可以充電是毋庸置疑的,,同時(shí),,在電池的說明中,都提到堿性電池不可充電,,充電可能導(dǎo)致爆炸,。這也是沒錯(cuò)的,但是注意這里的用詞是“可能”導(dǎo)致爆炸,。你也可以理解為廠家的一種免責(zé)性的自我保護(hù)聲明,。堿性電池充電的關(guān)鍵是溫度。只要能做到對(duì)電池充電時(shí)不出現(xiàn)高溫,,就可以順利地完成充電過程,,正確的充電方法要求有幾點(diǎn):
1. 小電流 50MA
2. 不過充 1.7V,不過放 1.3V
一些人嘗試充電實(shí)踐后,,斬釘截鐵地說不能充電,,之所以出現(xiàn)充不進(jìn)電、用電時(shí)間短,、漏液,、爆炸等問題,多數(shù)是充電器的問題,,如果充電器充電電流太大,,遠(yuǎn)超過 50ma,如一些快速充電器充電電流在 200ma 以上,,直接的后果是電池溫度很高,,摸上去燙手,,輕則會(huì)漏液,嚴(yán)重的就會(huì)爆炸,。
有的人使用鎳氫充電電池充電器來充,低檔的充電器沒有自動(dòng)停充功能,,長(zhǎng)時(shí)間的充電導(dǎo)致電池過充也會(huì)出現(xiàn)漏液和爆炸,。好一點(diǎn)的充電器有自動(dòng)停充功能,但停充電壓一般設(shè)定為鎳氫充電電池的 1.42V,,而堿性電池充滿電壓約為 1.7V,。因此,電壓太低,,感覺上就是充不進(jìn)電,,用電時(shí)間短,沒什么效果,。再有就是電池不過放指的是不要等到電池完全沒電再充電,,這樣操作,再好的電池也就能充三,、五次,,且效果差。
一般建議用南孚堿性電池電壓不低于 1.3V,。所以,,你如果打算對(duì)堿性電池充電,必須要有一個(gè)合格的充電器,,充電電流 50ma 左右,,充電截止電壓 1.7V 左右??纯茨慵业某潆娖靼?。
市面上有賣堿性電池專用充電器的,所謂專利產(chǎn)品,。實(shí)際上就是充電電壓 1.7V 電流 50ma 的簡(jiǎn)單電路,。利用手邊現(xiàn)有的零件 LM358 和 TL431,我做了個(gè)簡(jiǎn)單電路,,截止電壓 1.67V 自動(dòng)停充,,成本兩元而已。供感興趣的朋友參考,。
相關(guān)說明:
堿錳充電電池:是在堿性鋅錳電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,,由于應(yīng)用了無汞化的鋅粉及新型添加劑,故又稱為無汞堿錳電池,。這種電池在不改變?cè)瓑A性電池放電特性的同時(shí),,又能充電使用幾十次到幾百次,,比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
堿性鋅錳電池簡(jiǎn)稱堿錳電池,,它是在 1882 年研制成功,,1912 年就已開發(fā),到了 1949 年才投產(chǎn)問世,。人們發(fā)現(xiàn),,當(dāng)用 KOH 電解質(zhì)溶液代替 NH4Cl 做電解質(zhì)時(shí),無論是電解質(zhì)還是結(jié)構(gòu)上都有較大變化,,電池的比能量和放電電流都能得到顯著的提高,。
它的特點(diǎn):
1. 開路電壓為 1.5V;
2. 工作溫度范圍寬在-20℃~60℃之間,,適于高寒地區(qū)使用,;
3. 大電流連續(xù)放電其容量是酸性鋅錳電池的 5 倍左右;
4. 它的低溫放電性能也很好,。
充電次數(shù)在 30 次以內(nèi),,一般 10-20 次,需要特別充電器,,極為容易喪失充電能力,。
2、2.75W 中功率 USB 充電器電路圖
該設(shè)計(jì)采用了 Power Integrations 的 LinkSwitch 系列產(chǎn)品 LNK613DG,。這種設(shè)計(jì)非常適合手機(jī)或類似的 USB 充電器應(yīng)用,,包括手機(jī)電池充電器、USB 充電器或任何有恒壓/恒流特性要求的應(yīng)用,。
在電路中,,二極管 D1 至 D4 對(duì) AC 輸入進(jìn)行整流,電容 C1 和 C2 對(duì) DC 進(jìn)行濾波,。L1,、C1 和 C2 組成一個(gè)π型濾波器,對(duì)差模傳導(dǎo) EMI 噪聲進(jìn)行衰減,。這些與 Power Integrations 的變壓器 E-sheild,?技術(shù)相結(jié)合,使本設(shè)計(jì)能以充足的裕量輕松滿足 EN55022 B 級(jí)傳導(dǎo) EMI 要求,,且無需 Y 電容,。防火、可熔,、繞線式電阻 RF1 提供嚴(yán)重故障保護(hù),,并可限制啟動(dòng)期間產(chǎn)生的浪涌電流。
圖 1 顯示 U1 通過可選偏置電源實(shí)現(xiàn)供電,,這樣可以將空載功耗降低到 40 mW 以下,。旁路電容 C4 的值決定電纜壓降補(bǔ)償?shù)臄?shù)量,。1μF 的值對(duì)應(yīng)于對(duì)一條 0.3 Ω、24 AWG USB 輸出電纜的補(bǔ)償,。(10 μF 電容對(duì) 0.49 Ω,、26 AWG USB 輸出電纜進(jìn)行補(bǔ)償。)
在恒壓階段,,輸出電壓通過開關(guān)控制進(jìn)行調(diào)節(jié),。輸出電壓通過跳過開關(guān)周期得以維持。通過調(diào)整使能與禁止周期的比例,,可以維持穩(wěn)壓。這也可以使轉(zhuǎn)換器的效率在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)得到優(yōu)化,。輕載(涓流充電)條件下,,還會(huì)降低電流限流點(diǎn)以減小變壓器磁通密度,進(jìn)而降低音頻噪音和開關(guān)損耗,。隨著負(fù)載電流的增大,,電流限流點(diǎn)也將升高,跳過的周期也越來越少,。
當(dāng)不再跳過任何開關(guān)周期時(shí)(達(dá)到最大功率點(diǎn)),,LinkSwitch-II 內(nèi)的控制器將切換到恒流模式。需要進(jìn)一步提高負(fù)載電流時(shí),,輸出電壓將會(huì)隨之下降,。輸出電壓的下降反映在 FB 引腳電壓上。作為對(duì) FB 引腳電壓下降的響應(yīng),,開關(guān)頻率將線性下降,,從而實(shí)現(xiàn)恒流輸出。
D5,、R2,、R3 和 C3 組成 RCD-R 箝位電路,用于限制漏感引起的漏極電壓尖峰,。電阻 R3 擁有相對(duì)較大的值,,用于避免漏感引起的漏極電壓波形振蕩,這樣可以防止關(guān)斷期間的過度振蕩,,從而降低傳導(dǎo) EMI,。
二極管 D7 對(duì)次級(jí)進(jìn)行整流,C7 對(duì)其進(jìn)行濾波,。C6 和 R7 可以共同限制 D7 上的瞬態(tài)電壓尖峰,,并降低傳導(dǎo)及輻射 EMI。電阻 R8 和齊納二極管 VR1 形成一個(gè)輸出假負(fù)載,,可以確??蛰d時(shí)的輸出電壓處于可接受的限制范圍內(nèi),,并確保充電器從 AC 市電斷開時(shí)電池不會(huì)完全放電。反饋電阻 R5 和 R6 設(shè)定最大工作頻率與恒壓階段的輸出電壓,。
五,、恒流源
1、淺談如何設(shè)計(jì)三線制恒流源驅(qū)動(dòng)電路
恒流源驅(qū)動(dòng)電路負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)溫度傳感器 Pt1000,,將其感知的隨溫度變化的電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電壓信號(hào),。本系統(tǒng)中,所需恒流源要具有輸出電流恒定,,溫度穩(wěn)定性好,,輸出電阻很大,輸出電流小于 0.5 mA(Pt1000 無自熱效應(yīng)的上限),,負(fù)載一端接地,,輸出電流極性可改變等特點(diǎn)。
由于溫度對(duì)集成運(yùn)放參數(shù)影響不如對(duì)晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)影響顯著,,由集成運(yùn)放構(gòu)成的恒流源具有穩(wěn)定性更好,、恒流性能更高的優(yōu)點(diǎn)。尤其在負(fù)載一端需要接地的場(chǎng)合,,獲得了廣泛應(yīng)用,。所以采用圖 2 所示的雙運(yùn)放恒流源。其中放大器 UA1 構(gòu)成加法器,,UA2 構(gòu)成跟隨器,,UA1、UA2 均選用低噪聲,、低失調(diào),、高開環(huán)增益雙極性運(yùn)算放大器 OP07。
設(shè)圖 2 中參考電阻 Rref 上下兩端的電位分別 Va 和 Vb,,Va 即為同相加法器 UA1 的輸出,,當(dāng)取電阻 R1=R2,R3=R4 時(shí),,則 Va=VREFx+Vb,,故恒流源的輸出電流就為:
由此可見該雙運(yùn)放恒流源具有以下顯著特點(diǎn):
1)負(fù)載可接地;2)當(dāng)運(yùn)放為雙電源供電時(shí),,輸出電流為雙極性,;3)恒定電流大小通過改變輸入?yún)⒖蓟鶞?zhǔn) VREF 或調(diào)整參考電阻 Rref0 的大小來實(shí)現(xiàn),很容易得到穩(wěn)定的小電流和補(bǔ)償校準(zhǔn),。
由于電阻的失配,,參考電阻 Rref0 的兩端電壓將會(huì)受到其驅(qū)動(dòng)負(fù)載的端電壓 Vb 的影響。同時(shí)由于是恒流源,,Vb 肯定會(huì)隨負(fù)載的變化而變化,,從而就會(huì)影響恒流源的穩(wěn)定性,。顯然這對(duì)高精度的恒流源是不能接受的。所以 R1,,R2,,R3,R4 這 4 個(gè)電阻的選取原則是失配要盡量的小,,且每對(duì)電阻的失配大小方向要一致,。實(shí)際中,可以對(duì)大量同一批次的精密電阻進(jìn)行篩選,,選出其中阻值接近的 4 個(gè)電阻,。
2、開關(guān)電源式高耐壓恒流源電路圖
研制儀器需要一個(gè)能在 0 到 3 兆歐姆電阻上產(chǎn)生 1MA 電流的恒流源,,用 UC3845 結(jié)合 12V 蓄電池設(shè)計(jì)了一個(gè),,變壓器采用彩色電視機(jī)高壓包,其中 L1 用漆包線在原高壓包磁心上繞 24 匝,,L3 借助原來高壓包的一個(gè)線圈,L2 借助高壓包的高壓部分,。L3 和 LM393 構(gòu)成限壓電路,,限制輸出電壓過高,調(diào)節(jié) R10 可以調(diào)節(jié)開路輸出電壓,。