高稳定大电流可调稳压电源

椰风海韵

摘自钟荣 钟雨姣《电子报》 2005年
    稳定度较高的大电流直流稳压电源，应有一个精密稳定的基准源。
高稳定度直流电源的取样，一般是将输出电压经分压电阻(1/2左右)分压供给比较电路。但是一个可调直流稳压电源要做一个很高精度的基准源是不现实的，若需要时，需在变压器另增一个绕组单独供电，十分麻烦。笔者选择改变取样电压大小来改变输出电压的方法，制作了一款可调电压。输入电压采用分挡供电，在稳定电流范围内以降低调整管上的压降，减小管温，进一步增加热稳定性，同时也提高了效率。当然分挡调整输入电压，随之而来的问题就是基准源供电也会由低至高变化，为进一步提高基准稳定性，在基准前端串入了三端稳压块先初稳，再供给基准电路，这样处理后再由LM317作基准源，其稳定度较高。

    附图是笔者经过实践制作的一款带电压比较器的高稳定度大电流直流稳压电路。主要由电源变压、整流滤波、基准源电路、电压比较、复合功率调整、过流保护电路等几部分组成。电源变压及整流滤波较为简单，这里不多述。ICl(7805) 、IC2(LM317)构成精密基准源；IC3在这里接成反相比较器，作为电压比较电路，且同相端接入基准源，反相端输入取样电压，经IC3内同相端基准进行比较后，由输出端输出比较的结果去控制复合调整管的导通程度，以调整输出电压的升降。V1、V2组成复合功率调整电路，将比较器电路的控制电流放大至数安培的负载电流，提高驱动能力。其中V1勿需像普通“串稳”电源那样增加c、b极间的偏流电阻。V3、R6、R5组成负载过流保护电路，过流取样电阻R6串在电源负端，不设在稳压控制之内，使其对稳压输出几乎无影响(针对取样电阻R6串在调整管输出端的电路而言)。
工作原理
    电源变压后经整流滤波平滑的直流电压供给稳压电路。一路经ICl初步稳压成5V后再供给IC2稳压输出作为基准电压1．25V，此基准电压直接供给电压比较器IC3(LM358)的同相端；而另一路则作为IC3的供电电源。通电时IC3因V1、V2无启动而截止无输出，其反相端也无电压(0V)，反相比较器IC3立即会输出高电压，使V1、V2迅速导通，稳压输出从0V开始上升，经R3、RP、R4分压取样后送到IC3反相端的电压也上升，与IC3的同相端1．25V基准进行电压比较后，使IC3输出端电压下降回落到设定的稳压值上。当稳压输出电压因负载的接人，会引起电压有下降趋势时，其稳定过程是：稳压输出↓→IC3反相端电压↓→IC3反相比较后输出端↑→V1、V2导通↑→稳定输出正常。过流保护管V3工作过程：当过流取样电阻R6上的电压因负载过重而超过0．7V时，V3导通，将V1的b极接地使输出电压下降，达到过流保护目的。
电路特点
    输出稳定度高，在额定负载电流和保证调整管V2的正常压降条件下，其输出电压在数字表上丝毫不动(见附表)。

元件选择和制作
    首先要达到大电流稳压输出，最起码电源变压器功率应相应增大，笔者实验选用的是一只120VA的变压器，实际应用可根据需要自行选择。整流管选6A／200V即可，C1主滤波电解要求：≥8200μF／50V，V2为BVeeo>100V，Icm>10A，Pcm≥100W的硅NPN大功率管，如C5198、C3263等。V1、V3宜选BVeeo≥50V，Icm>IA、Pcm≥0.6W的硅NPN中功率小体积管，β≥180，推荐型号：C8050(国产、进口均可)。ICl为普通三端7805，IC2为LM317。IC3要求单电源运放，且共模电压为0V温漂小的。要求IC3供电负端、C3地、R4取样地、C4地、输出地(线路板地线宽度为2em)必须连在一起，不宜用跨线，否则无法保证高稳定输出。附表是脱开过流保护电路(断开R5一端)所测的真实参考数据。只要按附图装焊无误，经简单调试就可投入使用。如果选军品运放和金属电阻，稳定度还会更高。