直流稳压电路设计

时间:2023-03-08来源:佚名
 在很多应用直流电机的场合中,要求为电机驱动电路提供1个其输出能从0 V开始连续可调(0~24 V)的直流电源,并且要求电源有保护功能。实际上就是要求设计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。该电路的设计关键在于稳压电路的设计,其要求是输出电压从0 V开始连续可调;所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调;输出电压应能够适应所带负载的启动性能。

1.电路的设计

  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3种:

  (1)晶体管串联式直流稳压电路。电路框图如图1所示,该电路中,输出电压UO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UI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UO为恒定值(稳压值)。

直流稳压电路设计

  单纯的串联式直流稳压电源电路很简单,但增加辅助电源后,电路比较复杂,由于都采用分立元件,电路的可靠性难以保证。

  (2)采用三端集成稳压器电路。如图2所示,他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0 V起连续可调。

直流稳压电路设计

  (3)用单片机制作的可调直流稳压电源。该电路采用可控硅作为第一级调压元件,用稳压电源芯片LM317,LM337作为第二级调压元件,通过AT89CS51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值,从而改变调压元件的外围参数,并加上软启动电路,获得0~24 V,0.1 V步长,驱动能力可达1 A,同时可以显示电源电压值和输出电流值的大小。

  其硬件电路主要包括变压器、整流滤波电路、压差控制电路、稳压及输出电压控制电路、电压电流采样电路、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分,硬件部分原理图如图3所示。

直流稳压电路设计

  正、负端压差控制电路的作用是减少LM317和LM337输入端和输出端的压差以降低LM317和LM337的功耗。稳压电路由三端稳压芯片LM317(负压用LM337)及外围器件组成,输出电压控制电路采用继电器控制的电阻网络。

  该电源稳定性好、精度高,并且能够输出±24 V范围内的可调直流电压,且其性能优于传统的可调直流稳压电源,但是电路比较复杂,成本较高,使用于要求较高的场合。在实际中,如果对电路的要求不太高(这种情况较多),多采用第二种设计方案。

2.实际电路的设计

  电路采用三端集成稳压器电路方案,电路原理图如图4所示。其中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。

  (1)三端集成稳压器LM317及其调压原理。图4中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1.25~37 V,输出电流可达1.5 A,内部带有过载保护电路,具有稳压精度高、工作可靠等特点。其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(1.25 V),故有:

直流稳压电路设计

  其中,R1为固定电阻,故调节R2可以调节输出电压UO,并且UO的最小值为1.25 V。

直流稳压电路设计

(2)电压补偿电路的设计。因要求输出电压从0 V起调,LM317集成稳压器不能直接满足要求,需设计一个电压补偿电路,抵消LM317的1.25 V最小输出电压。电压补偿电路由电阻R4和二极管D组成。

直流稳压电路设计

 式中,U3为LM317的3脚电压;UO为输出电压;UD为二极管D的正向压降,即为补偿电压,其值略大于LM317的基准电压(1.25 V)。这里用3只串联的锗材料整流二极管的导通压降来实现。

直流稳压电路设计

  (3)软启动电路设计。软启动电路由晶体管T,电阻R3,R和电容器C组成。其作用是使电路输出电压UO有一个缓慢的上升过程,以适应感性负载(如直流电机)的启动特性。当输入电压UI接入时,因C上的电压不能突变,故T因基极电位较高而饱和导通,使U2(LM317的2脚电位)和U3都很低,故UO很小。启动的时间可以通过改变C和R的值进行调整。

  (4)改进方案。由于该电路的输出电压的调整完全依赖电电位器R2的改变,因此R2的改变范围较大,这样在输出电压的调整过程中,容易调过头或调不足,要准确地实现0~24 V宽范围的电压任一电压有些调整比较麻烦,必须反复调整,只依赖R2是比较困难的。电路如图6所示。

直流稳压电路设计

  (5)电路主要测试数据。接上电源变压器和整流滤波电路以后对电路进行测试的结果为:电路在负载为1 A时输出电压调整范围如表1所示;在输出电压为额定值(24 V)下的负载特性如表2所示。电网电压波动±10%(负载电流1 A)情况下输出电压如表3所示。

直流稳压电路设计

直流稳压电路设计

  该稳压电路应用三端集成稳压电器,并加入补偿电压的方法解决LM317系列输出电压不能从0 V开始起调的问题。软启动电路的引入适应负载的启动特性。电路的结构简单、功能完善、可靠性高。

相关阅读

高压贴片电容应用领域

高压贴片电容高压贴片电容又名陶瓷多层片式电容器,是一种用陶瓷粉生产技术,内部为贵金属钯金,用高温烧结法将银镀在陶瓷上作为电极制成。产品分为高频瓷介NPO(COG)和低频瓷介...
2023-03-31
高压贴片电容应用领域

一文搞懂星三角形降压启动控制电路,电工必知!

在工业电气领域,电动机的启动方式一直是备受关注的重点。其中,星三角形降压启动控制电路凭借其独特的优势,成为了三相异步电动机常用的启动方式之一 。 一、为什么需要星三角形...
2026-05-26
一文搞懂星三角形降压启动控制电路,电工必知!

水电布线5大要点,知道了能省不少麻烦

为一名水电工,你知道在给房屋布线的时候,应注意的几点是什么吗?你知道业主给房屋装修,重点关心的步骤是什么吗? 给房屋装修终要的无疑是水电布线 ,而水电布线的重点就是...
2023-06-27
水电布线5大要点,知道了能省不少麻烦

如何让步进电机动起来?看完保证你收获满满!

【免费下载】 PLC软件下载_PLC软件安装教程_PLC手册下载_PLC案例下载! 【免费学习】 变频器精品课程_西门子PLC精品教程_三菱PLC精品教程! 在自动化设备中,步进驱动器和步进电机运用...
2023-06-27

变频器故障代码详解,从常见到冷门全覆盖

做电工、搞设备维修的朋友,肯定都遇到过变频器报错的情况——屏幕上跳个代码,机器直接停摆,急得满头大汗,翻手册又太费时间! 其实不用慌,不管你用的是国产变频器(汇川、...
2026-04-26
变频器故障代码详解,从常见到冷门全覆盖

热销商品

橡胶垫片螺丝防水平垫减震垫耐油耐磨密封圈黑色定做垫圈厂家现货

本厂专业生产黑色橡胶垫片、螺丝防水平垫、减震垫及耐油耐磨密封圈,采用优质橡胶材料,具备优异的耐油性、耐磨性和抗老化性能,广泛应用于机械、汽车、管道及电气设备...
1.28

氟胶O型圈耐高温密封圈线径1-10mm现货可订做大尺寸胶圈非标异形

氟胶O型圈采用高性能氟橡胶(FKM)材料制成,具有卓越的耐高温、耐油、耐化学腐蚀性能,长期使用温度可达200℃以上,短期可耐受250℃高温。线径规格覆盖1–10mm,现货充足,支...
0.4

安全帽工地男ABS建筑工地加厚施工电工透气盔国标领导监理定制

这款ABS材质安全帽专为建筑工地、电力施工等高风险环境设计,采用加厚高强度工程塑料,抗冲击性能优异,符合国家标准(GB 2811-2019),有效保障头部安全。帽壳结构坚固,内衬...
7.57

欧普led筒灯3w孔灯超薄桶灯吊顶天花灯过道嵌入式洞灯客厅5w

欧普LED筒灯是一款高品质嵌入式照明产品,适用于客厅、过道、吊顶等多种场景。采用优质LED光源,提供3W和5W两种功率选择,光线柔和均匀,显色指数高,有效还原真实色彩。超...
10.2

消防手电筒强光可充电出租屋户外便捷宾馆酒店客房应急逃生手电筒

这款消防手电筒强光可充电,专为出租屋、宾馆、酒店等场所设计,具备高亮度LED灯珠,照明距离远、穿透力强,紧急情况下可迅速照亮逃生路径。内置大容量锂电池,支持USB充电...
3.83

网站栏目