4.3 实例10:+5V、±12V稳压电源制作
电路主要技术参数如下。
(1)输入电压:220V、50Hz,允许电压变化±10%。
(2)输出电压:+5V/3A,+12V/1A,-12V/1A。
(3)变压器T:功率≥35VA;线圈Nl的输出电压为12V;线圈N2的输出电压为2×15V。
(4)输出纹波:≤1mV。
(5)电压稳定度:≤5×10-3。
(6)负载稳定度:≤5×10-3。
(7)温度:-20~+40℃。
4.3.1 工作原理
+5V、±12V稳压电源电路原理图如图4.4所示。接通电源,由桥式整流二极管VD3~VD6整流,电容Cl、C2滤波输出直流电压。通过启动电阻R5为放大三极管VT2提供一个正偏电压,使VT2迅速导通,VT2的发射极获取到的放大电流给调整管VT1用作基极电流,因而VT1导通工作。于是VT1的基极与地之间产生+5V的稳压电源。如果没有启动电阻R5,即使接通电源,在+5V输出端也难以建立输出电压。当稳压电源进入正常工作状态后,启动过程结束。
+5V输出电压稳定后,集成电路IC3的③脚电压通过取样电阻R10和R11分压值,将分压值经IC3比较放大,由⑦脚提供一个稳定电压送入VT2的基极,使+5V保持不变。若由于某种原因使输出电压超过额定值,则分压值升高,IC3的③脚电压增大,⑦脚输出高电压,使VT2的基极电压升高,VT1的基极电流减小,输出电压减小,达到稳定输出电压的目的。
+5V保护电路由三极管VT3,电阻R7、R8、R9等组成。R8为检测电阻。当电源工作正常时,检测电阻R8两端电压较小,不能使VT3导通,故VT3对电路正常工作无影响。一旦输出端发生过流,则R8两端电压增大,VT3导通,VT3集电极电压升高,连接集电极的IC3⑥脚电压随之增大,⑦脚输出高电压,注入VT2和VT1的基极电流减小,VT1的发射极与集电极间电阻增大,使输出电流限制在正常工作电流之内。
+12V和-12V稳压电源是采用一块7812和7912的正、负对称同时输出的稳压电源。它由中心抽头变压器经桥式整流电路VD8~VD11供电。IC3的工作电压是通过限流电阻R12提供给①脚的。VD7为续流二极管。当VT1关断时,储能电感Ll两端极性发生变化,产生较高的反向电势,使续流二极管VD7导通,从而避免了因Ll反向电势而击穿VT1。为防止电容C8、C9高次谐波的放电电流流过IC1、IC2,在其输出端并接二极管VD12、VD13,以提供瞬间放电回路,使IC1和IC2免遭逆向高电压的损坏。在直流滤波电路中,要想获取纹波系数较小、比较平稳的直流电源,同时使滤波效果更佳,高频谐波影响减小,稳压精度更高,在该稳压电路中设置了扼流线圈Ll~L5。
4.3.2 元器件选择
VT1除可选用D45H1外,还可选用国产三极管3DA27B,β=65~85。三极管VT2、VT3除可选用C9015外,还可选用国产3CG23B,β=65~115。发光二极管VD1选用ED—0llRD(红色),VD2选用ED—113RD(红色),VD3选用ED—0llYG(绿色),VD4选用ED—012HY(黄色),均为φ5mm塑封。开关SA1选用KNX(2×2),SA2~SA4选用KNX(1×1)。熔断器FU选用BGXP—I—φ5×20—5A。电阻R8选用标称功率为5W、R12选用标称功率为2W的水泥电阻,其余电阻均为(1/4~1/6)WRJ型的电阻。线圈Ll~L5的电感量不宜选得太大,否则不利于提高带负载能力。其他元器件按图4.4标注选用。
4.3.3 制作与调试
(1)VT1的散热器尺寸为120mm×40mm,厚度为3mm。IC1和IC2的散热器尺寸各为100mm×40mm,厚度为3mm。
(2)将电网接通,闭合电源开关SA1,发光二极管VD2显示红色输入指示信号。+5V、+12V、-12V各有启动开关,欲使用哪一路电源便可开启相应的开关。
(3)若在输出端加装一个0~30V的直流电压表,则既方便又直观。
普通二极管好坏的测量:将万用表置于R×100Ω或R×1kΩ挡,黑表笔接二极管的正极,红表笔接二极管的负极,正向阻值一般应在几十欧到几百欧之间;将红、黑两表笔对换一下,反向阻值应在几百千欧以上。测量结果若符合上述情况,则可初步断定被测二极管是好的。