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基于CD4069和2N3055的1.8~35.3V连续可调稳压电源设计

2018-02-05
类别:设计应用
eye 846
文章创建人 拍明


下图另外一款用TL431制作的带电流保护的电源装置,它主要由稳压扩流和过流保护两部分组成,其工作原理如下。

基于CD4069和2N3055的1.8~35.3V连续可调稳压电源设计.png

稳压扩流部分由并联稳压器TL431、扩流三极管V1等元件组成。TL431和R4、Rw组成输出电压可调稳压电路,调整范围为2.5~36V,扩流三极管V1接成射极跟随器电路,其发射极电压跟随其基极电压变化,因其发射结压降约为0.7V,故本电源的输出电压为1.8~35.3V.

过流保护部分由过流检测电阻Rx、过流检测管V2、继电器驱动管V3、继电器J、IC1、IC2等元件组成。IC2(78L06)为有关部分提供+6V电压(如不特别看重体积和价格,采用7806也可以)。当电路正常工作时,过流检测电阻Rx上的电压较小,不足以使过流检测管V2导通,V2处于截止状态,其集电极无电压,非门IC1-1的输入为低电平,输出为高电平,非门IC1-2的输出为低电平,此低电平经电阻R3和R2反馈到IC1-1的输入端,使其锁定在低电平。此时V3截止,继电器J不动作,其触点K处于闭合状态,电路正常工作,工作指示灯D3发光,指示电路工作正常。

当电路出现过流时,过流检测电阻RX上的电压就会超过过流检测管V2的导通电压,V2导通,其集电极与IC1-1的输入转为高电平,IC1-2的输出也转为高电平,此高电平经电阻R3和R2反馈到IC1-1的输入端,使其锁定在高电平。此高电平使V3导通,继电器J得电,其触点K断开,稳压电路断电,工作指示灯D3熄灭,表明电路处于过流保护状态。但IC1仍处于供电状态,IC1-1的输入端和IC1-2的输出端均保持在高电平,V3持续导通,继电器J的触点JK保持断开。过流问题解决后,按一下启动按钮AN,IC1-2的输入端被强行置于高电平,其输出变低,使V3截止,继电器J失电,其触点K闭合,IC1-2输出低电平,经电阻R3和R2反馈到IC1-1的输入端,使继电器J释放的状态保持不变,电源又可进入正常工作状态。

RX的取值可以根据所需电源最大输出电流设定,要选择额定功率足够的电阻。

CD4069

CC4069由六个COS/MOS反相器电路组成。此器件主要用作通用反相器、即用于不需要中功率TTL 驱动和逻辑电平转换的电路中。

CD4069.png

CD4069引脚功能图

CD4069引脚功能图.png

交流测试电路和波形切换时间

Absolute Maximum Ratings 绝对最大额定值:

DC Supply Voltage 直流供电电压 (VDD)

-0.5V to +18 VDC Input Voltage输入电压 (VIN)

-0.5V to VDD +0.5 VDC Storage Temperature Range储存温度范围 (TS)

-65℃ to +150℃ Power Dissipation功耗 (PD)

Dual-In-Line 普通双列封装

700 mW Small Outline 小外形封装

500 mW Lead Temperature 焊接温度(TL)

Soldering, 10 seconds)(焊接10秒)

260℃

Recommended Operating Conditions 建议操作条件:

DC Supply Voltage 直流供电电压 (VDD) 3V to 15VDC


2N3055

2N3055是NPN功率三极管。主要数据:15A、50v、115w。2N3055的互补对称PNP管:MJ2955。

2N3055

主要参数

所属类别:三极管

类别:分离式半导体产品

家庭:晶体管(BJT) - 单路

晶体管类型:NPN

电流 - 集电极 (Ic)(最大):15A

电压 - 集电极发射极击穿(最大):60V

Ib、Ic条件下的Vce饱和度(最大):3V @ 3.3A, 10A

电流 - 集电极截止(最大):700μA

在某 Ic、Vce 时的最小直流电流增益 (hFE):20 @ 4A, 4V

功率 - 最大:115W

频率 - 转换:-

安装类型:底座安装

封装/外壳:TO-204,TO-3

包装:托盘

可调直流稳压电源

可调直流稳压电源是采用当前国际先进的高频调制技术,其工作原理是将开关电源的电压和电流展宽,实现了电压和电流的大范围调节,同时扩大了目前直流电源供应器的应用。

直流稳压电源的控制芯片是采用目前比较成熟的进口元件,功率部件采用现国际上最新研制的大功率器件,可调直流稳压电源设计方案省去了传统直流电源因工频变压器而体积笨重。与传统电源相比高频直流电源就较具有体积小、重量轻、效率高等优点,同时也为大功率直流电源减小体积创造了条件,此电源又称高频可调式开关电源。可调直流稳压电源保护功能齐全,过压、过流点可连续设置并可预视,输出电压可通过触控开关控制。

可调直流稳压电源

工作原理

参数稳压器在输入交流电压150V-260V时,输出稳压在220V效果效好。低于和高于这个范围,其效率要下降。采用单片微机进行第一步控制,使310V以下和90V以上的输入电压,调整控制在190V—250V范围,再用参数稳压器进行稳压效果很好。

由市电输入的交流电压变化波动很大,经过过压吸收滤波电路将高频脉冲等干扰电压滤去后,送入直流开关稳压电源、交流取样电路和控制执行电路。

直流开关稳压电源的功率小,但能把60-320V的交流电压娈换成+5V,+12V,-12V的直流电压。+5V电压供给单片微机使用,±12V电压供给控制电路的大功率开关模块使用。

单片微机把取样电路采集到的输入电压数据,分析判断并发出控制信号送到触发电路,控制调节输出电压。

控制执行电路由SSR过零开关大功率模块和带抽头的自耦变压器组成。SSR之间采用RC吸收电路吸收过电压和过电流,使SSR在开关时不会损坏。控制执行电路把 90-310V的输入电压控制在190V-240V范围,再送到参数稳压器进行精确稳压。

参数稳压器由电感和电容组成LC振荡器,振荡频率50HZ。无论市电怎么变化,其振荡频率不会改变,因此输出电压不会变化,稳压精度高。即使输入电压波形失真很大,经参数稳压器振荡输出后却是标准的正弦波,因此稳压电源有强的抗干扰能力和净化能力。

保护告警电路:当有危害设备安全情况时,只发出声光告警,提示操作人员注意采取措施,而不用切断输出电压。在无输出电压,控制箱的温度过高,市电输入高过300V,市电输入低于130V时都会声光告警。当输入电流过大时,输入(输出)空气自动开关自动跳开。


责任编辑:Davia

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