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技術(shù)頻道

一款性能優(yōu)異的直流穩(wěn)壓電源

1 電路簡(jiǎn)介
穩(wěn)壓電源原理圖如圖1所示。其中,核心元件是LM338,它是一片大電流可調(diào)穩(wěn)壓集成電路,管腳排布見圖二。該集成電路在采用一般接法時(shí),其輸出電壓范圍是1.2~37V。為了進(jìn)一步拓寬其輸出電壓的范圍,本電路對(duì)其傳統(tǒng)應(yīng)用電路進(jìn)行了一些改進(jìn)。現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹如下:LM338要求輸入、輸出端最大電壓差不能超過40V,這就限制了它的最高輸出電壓。當(dāng)電源輸出電壓較低、電流比較大時(shí),功耗全部消耗在LM338上,造成集成電路發(fā)熱嚴(yán)重。為了解決這個(gè)問題,在本電源的設(shè)計(jì)中,將LM338輸入端電壓改為分段可調(diào)型。由開關(guān)K1-2控制JI~J9這九個(gè)繼電器,將不同的交流電壓切換到整流橋的輸入端,整流后得到高低不同的直流電壓輸入到LM338中,這樣就降低了穩(wěn)壓塊的輸入電壓,同時(shí)開關(guān)K1—1同步切換LM338調(diào)整端的分壓電阻,使調(diào)整端的基準(zhǔn)電壓不斷改變,輸出端電壓就以每檔5V的規(guī)律變化。這樣一來LM338的輸入、輸出電壓差就被限制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。在本例中,此法不但降低了穩(wěn)壓集成電路的損耗,而且提高了最大輸出電壓。

LM338在內(nèi)部設(shè)有1.2V的基準(zhǔn)電壓,而輸出電壓要比調(diào)整端電壓高,這樣就使LM338的輸出電壓最低只能是1.2V。為使其輸出電壓能從零開始,本電源設(shè)計(jì)用R10、DW2等元件組成-1.2V的基準(zhǔn)電壓,使LM338的調(diào)整端電壓降至-1.2V,這樣既保證了輸出端比調(diào)整端高的要求,又能使輸出電壓從零伏開始。
如果穩(wěn)壓集成電路的輸入端接入較高的電壓,而輸出端恰好是空載,此時(shí)開機(jī),LM338很容易由于過電壓而在瞬間損壞。為了解決這個(gè)問題,在LM338的輸入端加入了由VT1組成的輸入電壓限制電路,實(shí)際上就是一個(gè)射極跟隨器,用這個(gè)電路保證LM338的輸入輸出電壓差最高為5V,從而避免了因過電壓損壞集成電路。

2 元器件選擇
在圖1中,DW1主要是用來保護(hù)LM338不被擊穿,選27V、1W的穩(wěn)壓管即可,DW2穩(wěn)壓值為1.2V,可選用2CW100或2CW50,也可以用兩只2CK2串聯(lián)起來代替,但要注意接入的極性(正好與圖1中相反)。D1~D4使用參數(shù)大于6A耐壓100V的整流二極管或全橋。電源變壓器T的功率要大于300V。穩(wěn)壓集成電路的型號(hào)LM338K,要用金封的。J1~J9選用優(yōu)質(zhì)6V小型繼電器,觸點(diǎn)電流要大于5A。輸出電壓微調(diào)電位器W選用WXD3-13精密多圈線繞電位器。電壓檔位選擇開關(guān)K1選用2X9的小型波段開關(guān)。R*為電流表取樣電阻,可根據(jù)所選用的表頭靈敏度不同,截取一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線繞制,如果要提高輸出電壓顯示精度,可將電壓表V換成市售成品數(shù)字式直流電壓表,其余元參數(shù)見圖1中標(biāo)注。VT1、IC1各加一6cmX8cmX3cm的散熱器。

3 技術(shù)參數(shù)
該電源的技術(shù)參數(shù):
直流穩(wěn)壓輸出范圍 DC 0~45V:
最大輸出電流 5A;
電壓調(diào)整率 ≤0.001%/V;
紋波系數(shù) ≤0.002%:
等效內(nèi)阻≤0.15Ω;
穩(wěn)壓系數(shù) ≤0.005%。

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