怎樣設計穩壓電源的多重保護?
穩壓電源的設計制作背景及電路構成，分析Pspice仿真與實(shí)測結果，并成功制作了樣品，各項參數也達標。
一、穩壓電源的設計與制作背景
穩壓電源電路是電子系統組成的重要部分,它為電子系統提供直流偏置,為電子系統中的有源器件提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。直流電源的性能直接影響著(zhù)整個(gè)電子系統的性能。本論文在傳統的串聯(lián)型線(xiàn)性穩壓電源電路結構的基礎上,增加多重保護功能,增強穩壓功能,實(shí)現了一個(gè)具有多重保護功能的小功率線(xiàn)性穩壓電源,可以可靠地為電子系統供電。
二、穩壓電源的電路構成
該穩壓電源采用傳統的串聯(lián)線(xiàn)性穩壓電源,即由變壓、整流、濾波、穩壓四個(gè)基本模塊組成。本論文集中在穩壓模塊,在增強穩壓功能的同時(shí),增加了輸出可調和多重保護功能,具體包括過(guò)壓保護、欠壓保護、過(guò)流保護、負反饋波動(dòng)補償。
1輸出可調
該穩壓電源輸出電壓在2.2V~5.5V可調。具體實(shí)現電路如圖1所示。輸出電壓為
2過(guò)壓、欠壓保護
考慮到電網(wǎng)輸出電壓的波動(dòng),為了有效地保護負載,需要做過(guò)壓和欠壓的保護電路。具體實(shí)現電路如圖2所示。其基本原理為采用兩個(gè)比較器,分別比較電路工作時(shí)的實(shí)際電壓與預先設定的參考電壓,根據比較的結果,控制達林頓對管,切斷或者導通后續穩壓模塊與之前的濾波模塊之間的連接,從而實(shí)現過(guò)壓或者欠壓情況下負載的有效保護。
3 過(guò)流保護
當電路中由于特殊原因造成電流過(guò)大時(shí),容易損傷負載,因此電路中也需要過(guò)流保護功能。在該設計中,采用了一個(gè)熱敏電阻。當電流變小,熱敏電阻的阻值也變小;當電流變大時(shí),熱敏電阻的阻值也變大,從而起到保護負載的作用。
4 負反饋波動(dòng)補償
為了使得輸出電壓的波動(dòng)更小,設計中采用了負反饋波動(dòng)補償電路。具體實(shí)現電路如圖3所示。
工作時(shí),通過(guò)左側的微分器取出電壓的波動(dòng)量,根據波動(dòng)量通過(guò)比較器輸出,相應地對負載提供電流或者泄放電流,從而實(shí)現穩定輸出電壓的目的。
結合這些保護模塊,得到包含濾波、穩壓模塊的小功率線(xiàn)性穩壓電源電路的完整電路,如圖4所示。
三、Pspice仿真與實(shí)測結果
對上述完整電路圖,采用理想運放模型進(jìn)行仿真。仿真時(shí),用一個(gè)理想直流電壓源串聯(lián)一個(gè)正弦波交流信號代替有變壓、整流模塊產(chǎn)生的輸出電壓,其中正弦波模擬電網(wǎng)的脈動(dòng)量。仿真結果分別如圖5~圖8所示。
根據上述模擬結果以及完整電路,制作了該穩壓電源的樣品,并且進(jìn)行實(shí)測。實(shí)測結果如下表所示
四、結論
通過(guò)上述工作,實(shí)現了一個(gè)小功率的輸出可調的具有多重保護功能的線(xiàn)性穩壓電源,可以可靠地為工作電壓在2.2V~5.5V的電子系統供電。
一、穩壓電源的設計與制作背景
穩壓電源電路是電子系統組成的重要部分,它為電子系統提供直流偏置,為電子系統中的有源器件提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。直流電源的性能直接影響著(zhù)整個(gè)電子系統的性能。本論文在傳統的串聯(lián)型線(xiàn)性穩壓電源電路結構的基礎上,增加多重保護功能,增強穩壓功能,實(shí)現了一個(gè)具有多重保護功能的小功率線(xiàn)性穩壓電源,可以可靠地為電子系統供電。
二、穩壓電源的電路構成
該穩壓電源采用傳統的串聯(lián)線(xiàn)性穩壓電源,即由變壓、整流、濾波、穩壓四個(gè)基本模塊組成。本論文集中在穩壓模塊,在增強穩壓功能的同時(shí),增加了輸出可調和多重保護功能,具體包括過(guò)壓保護、欠壓保護、過(guò)流保護、負反饋波動(dòng)補償。
1輸出可調
該穩壓電源輸出電壓在2.2V~5.5V可調。具體實(shí)現電路如圖1所示。輸出電壓為
2過(guò)壓、欠壓保護
考慮到電網(wǎng)輸出電壓的波動(dòng),為了有效地保護負載,需要做過(guò)壓和欠壓的保護電路。具體實(shí)現電路如圖2所示。其基本原理為采用兩個(gè)比較器,分別比較電路工作時(shí)的實(shí)際電壓與預先設定的參考電壓,根據比較的結果,控制達林頓對管,切斷或者導通后續穩壓模塊與之前的濾波模塊之間的連接,從而實(shí)現過(guò)壓或者欠壓情況下負載的有效保護。
3 過(guò)流保護
當電路中由于特殊原因造成電流過(guò)大時(shí),容易損傷負載,因此電路中也需要過(guò)流保護功能。在該設計中,采用了一個(gè)熱敏電阻。當電流變小,熱敏電阻的阻值也變小;當電流變大時(shí),熱敏電阻的阻值也變大,從而起到保護負載的作用。
4 負反饋波動(dòng)補償
為了使得輸出電壓的波動(dòng)更小,設計中采用了負反饋波動(dòng)補償電路。具體實(shí)現電路如圖3所示。
工作時(shí),通過(guò)左側的微分器取出電壓的波動(dòng)量,根據波動(dòng)量通過(guò)比較器輸出,相應地對負載提供電流或者泄放電流,從而實(shí)現穩定輸出電壓的目的。
結合這些保護模塊,得到包含濾波、穩壓模塊的小功率線(xiàn)性穩壓電源電路的完整電路,如圖4所示。
三、Pspice仿真與實(shí)測結果
對上述完整電路圖,采用理想運放模型進(jìn)行仿真。仿真時(shí),用一個(gè)理想直流電壓源串聯(lián)一個(gè)正弦波交流信號代替有變壓、整流模塊產(chǎn)生的輸出電壓,其中正弦波模擬電網(wǎng)的脈動(dòng)量。仿真結果分別如圖5~圖8所示。
根據上述模擬結果以及完整電路,制作了該穩壓電源的樣品,并且進(jìn)行實(shí)測。實(shí)測結果如下表所示
四、結論
通過(guò)上述工作,實(shí)現了一個(gè)小功率的輸出可調的具有多重保護功能的線(xiàn)性穩壓電源,可以可靠地為工作電壓在2.2V~5.5V的電子系統供電。
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