四運(yùn)放LM324組成開關(guān)電源的原理、波形及實(shí)際電路圖
出處:droum 發(fā)布于:2011-06-27 14:06:41 | 8392 次閱讀
常用的串聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓電源,由于調(diào)整管工作在放大狀態(tài),功耗大、效率低。特別在大功率電源時(shí),設(shè)計(jì)更復(fù)雜。一般來說,調(diào)整管發(fā)熱嚴(yán)重,需加裝很大的散熱器或其它散熱裝置。并且,大功率三極管放大倍數(shù)較低,當(dāng)要求電源提供數(shù)十安培電流時(shí),所需驅(qū)動(dòng)電流就得幾安培。因此,在制作大功率直流電源時(shí),宜采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源。因?yàn)殚_關(guān)電源的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài),效率高,功耗小,可省去龐大的散熱裝置,減小電源的體積。近年來,功率VMOS管常用作電源開關(guān)管,它是一種電壓控制元件,幾乎不需要驅(qū)動(dòng)電流,電路設(shè)計(jì)較為方便。這里介紹的是采用一塊四運(yùn)放LM324做的開關(guān)電源,其輸出電壓在0-40V之間連續(xù)可調(diào),輸出電流可達(dá)30A。使用效果令人滿意,原理框圖如圖3-65所示。
本電路包括基準(zhǔn)電壓電路、比較放大電路(脈寬調(diào)制器)、三角波發(fā)生電路、光電耦合電路、取樣電路等部分組成。當(dāng)基準(zhǔn)電壓確定后,比較放大器A3將取樣電壓Vf與基準(zhǔn)電壓Vz比較放大,得到一個(gè)按輸出電壓V0規(guī)律變化的直流電壓信號(hào)V1加到脈寬調(diào)制器A4的同相輸入端,三角波發(fā)生器所輸出的三角波電壓V2加到A4 的反相輸人端,使A4輸出脈寬受控于同相輸入端的直流電壓。在三角波上升后,當(dāng)V1大于V2時(shí),A4輸出高電平,通過光耦合使開關(guān)管導(dǎo)通,當(dāng)V1〈 V2時(shí),A4輸出低電平,開關(guān)管截止,在三角波下降后,當(dāng)V1〈 V2時(shí), 開關(guān)管又導(dǎo)通。不難理解,A4輸出的脈沖寬度受控于V1,而頻率只取決于三角波的頻率。本電源的工作過程為:V0 上升, V1下降,A4脈沖變窄,V0下降;反之^V0下降, V上升,A4脈沖變寬,V0 上升。工作波形如圖3-66所示(VD為續(xù)流二極管兩端電壓)。
實(shí)際電路如圖3-67所示,比較器A1、電阻R1~ R7、電容C1和雙向穩(wěn)壓管組成方波發(fā)生器,其振蕩頻率主要取決于C1、R2、R5、R6,f=1/2R2C1Cn(1 + 2/R6/R5),VD1用來穩(wěn)定輸出幅度。運(yùn)放A2、R8、R9、R10組成積分器,它可將A1輸出的方波轉(zhuǎn)換成線性良好的三角波。運(yùn)放A3、VD3、RP、R12、R13、R14、R15組成比較放大器。A4為脈寬調(diào)制器。VT2、VT3組成過流保護(hù)電路,當(dāng)輸出電流增大到一定值時(shí),電阻R19上的壓降使三極管VT2導(dǎo)通,從而使VT3導(dǎo)通,將加在光耦合上的脈沖信號(hào)接地,開關(guān)管截止,開關(guān)管得到保護(hù)。
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