小功率可調直流穩壓電源設計之軟啟動(dòng)電路

昨天我們?yōu)榇蠹曳窒砹艘环N小功率可調直流穩壓電源設計方案，并針對這一方案中的主電路設計情況進(jìn)行了詳細介紹和分析。在今天的文章中，我們將會(huì )繼續就這一穩壓電源設計方案中的軟啟動(dòng)電路設計情況，以及電壓補償電路的設計和整改過(guò)程，進(jìn)行詳細總結，下面就讓我們一起來(lái)看看吧。

電壓補償電路設計

在這一穩壓電源設計的過(guò)程中，由于我們所設計的這一小功率可調直流穩壓電源要求輸出電壓從0V起調，而我們所使用的LM317集成穩壓器不能直接滿(mǎn)足這一要求，這也就需要我們設計一個(gè)電壓補償電路，抵消LM317的1.25V最小輸出電壓。電壓補償電路由電阻R4和二極管D組成，此時(shí)有公式：Uo=U3-UD。

在該公式中，參數U3為L(cháng)M317的3腳電壓;Uo為輸出電壓，參數UD為二極管D的正向壓降，即為補償電壓，其值略大于LM317的基準電壓1.25V。在這一電壓補償電路的設計過(guò)程中，我們選擇使用3只串聯(lián)的鍺材料整流二極管的導通壓降來(lái)實(shí)現。當調節R2減少，使U3達到與UD相等時(shí)，輸出電壓即為0V。當調節R2逐漸增大時(shí)，Uo即由0V開(kāi)始增大。由于負載電流流過(guò)D，故D的最大工作電流應能適應負載電流的要求。下圖中，圖1是本文設計的穩壓電源主電路圖，圖2是輸出電壓調節原理圖，圖2中R4用于給D提供工作電流。

圖1 小功率可調直流穩壓電源設計中的主電路圖

圖2 輸出電壓調節原理

軟啟動(dòng)電路設計

在這一小功率直流穩壓電源設計過(guò)程中，我們所設計的電源軟啟動(dòng)電路由晶體管T、電阻R3、R和電容器C組成。這一軟啟動(dòng)電路的作用，是使電路輸出電壓有一個(gè)緩慢的上升過(guò)程，以適應感性負載的啟動(dòng)特性。當輸入電壓UI接入時(shí)，因C上的電壓不能突變，故T因基極電位較高而飽和導通，使U2(LM3i7的2腳電位)和U3都很低，故Uo很小，隨著(zhù)C的充電，T的基極電位下降，其集電極電位即U2將會(huì )升高，使U3升高，所以Uo也升高。當C充滿(mǎn)電時(shí)，T被截止，啟動(dòng)電路失去作用，Uo也達到設定值。啟動(dòng)的時(shí)問(wèn)可以通過(guò)改變C和R的值進(jìn)行調整。

改進(jìn)方案

在這一小功率可調直流穩壓電源設計過(guò)程中，我們所設計的主電路也有一些弊端，最大的一個(gè)問(wèn)題就在于該電路的輸出電壓的調整完全依賴(lài)電電位器R2的改變，因此R2的改變范圍較大，這樣在輸出電壓的調整過(guò)程中容易調過(guò)頭或調不足。而如果想要準確地實(shí)現0～24V寬范圍的電壓任一電壓，有些調整比較麻煩，必須反復調整，只依賴(lài)R2是比較困難的。

上文中所說(shuō)的這一問(wèn)題如果在應用之前沒(méi)有進(jìn)行調整，那么勢必會(huì )影響這一直流穩壓電源的使用效果。這里我們提出了一種可行性較高的改進(jìn)方案，即將電位器R2用一個(gè)電位器R2’和電阻R檔串聯(lián)實(shí)現，通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)實(shí)現電阻R檔的改變從而改變輸出電壓的范圍，并在所選擇的輸出電壓范圍內通過(guò)改變電位器R2’的阻值得到所需要的準確的直流電壓輸出。電路如圖3所示。

圖3 電壓調整部分電路圖

測試結果

這一小功率可調直流穩壓電源設計方案完成后，我們接上電源變壓器和整流濾波電路，并對這一完整的可調穩壓電源電路系統進(jìn)行測試，經(jīng)測試后所得出的結果已經(jīng)分別在下表中進(jìn)行了總結，其中，電路在負載為1A時(shí)輸出電壓調整范圍如表1所示，電路在輸出電壓為額定值24V下的負載特性如表2所示，電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10%、負載電流1A情況下輸出電壓如表3所示。

表1 輸出電壓調節范圍

表2 電路負載特性

表3 額定負載(1A)下電網(wǎng)波動(dòng)±10%時(shí)輸出電壓變化

從表1、表2和表3所提供的數據來(lái)看，本文中所分享的這一小功率可調直流穩壓電源設計方案基本上符合設計要求。希望通過(guò)本文連續兩天的分享，對各位工程師的設計研發(fā)工作提供一定的幫助。