7.5V?1A恒壓/恒流輸出式電源適配器特性

恒壓/恒流輸出式單片電源適配器可簡稱為恒壓/恒流源,它的輸出特性如圖9-48所示?其特點(diǎn)是具有兩個(gè)控制環(huán)路:一個(gè)是電壓控制環(huán),另一個(gè)為電流控制環(huán)?當(dāng)輸出電流較小時(shí),電壓控制環(huán)起作用,具有穩(wěn)壓特性,它相當(dāng)于恒壓源;當(dāng)輸出電流接近或達(dá)到額定值時(shí),通過電流控制環(huán)使I?維持恒定,它又變成恒流源?這種電源特別適用于電池充電器和特種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器?下面介紹一種低成本恒壓/恒流輸出式電源適配器,其電流控制環(huán)是由晶體管構(gòu)成的,電路簡單,成本低,易于制作

恒壓/恒流源的輸出特性

  7.5V?1A恒壓/恒流輸出式電源適配器的電路如圖9-49所示?它采用一片TP200Y型電源適配器(IC1),并配PC817A型線性光耦合器(IC2)?85~256V交流輸人電壓U經(jīng)過EMI濾波器(L2?C6)?整流橋(BR)和輸入濾波電容(C1)得到大約為82~375V的直流高壓U1,再通過初級(jí)繞組接TOP200Y的漏極?由VDZ1和VD1構(gòu)成的漏極鉗位保護(hù)電路,將高頻變壓器漏感形成的尖峰電壓限定在安全范圍之內(nèi)?VDZ1采用BZY97-C200型瞬態(tài)電壓抑制器,其鉗位電壓Ub=200V?VD1選用UF4005型超快恢復(fù)二極管?次級(jí)電壓經(jīng)過VD2?C2整流?濾波后,再通過L1?C3濾波,獲得+7.5V輸出電壓?VD2采用3A/70V的肖特基二極管?反饋繞組的輸出電壓經(jīng)過VD3?C4整流?濾波后,得到反饋電壓Um(26V),給光敏三極管提供  偏壓?C3為旁路電容,兼作頻率補(bǔ)償電容并決定自動(dòng)重啟頻率?R2為反饋繞組的假負(fù)載,空  載時(shí)能限制反饋電壓UB不致升高

該電源有兩個(gè)控制環(huán)路?電壓控制環(huán)是由1N5234B型6.2V穩(wěn)壓管(VDZ2)和光耦合器  PC817A(IC2)構(gòu)成的?其作用是當(dāng)輸出電流較小時(shí)令電源適配器工作在恒壓輸出模式下,此時(shí)  VDZ2上有電流通過,輸出電壓由VDZ2的穩(wěn)壓值(UZ2)和光耦中LED的正向壓降(UF)所確定?電流控制環(huán)則由晶體管VT1和VT2?電流檢測電阻R3?光耦I(lǐng)C2?電阻R4~R7?電容C8構(gòu)成?其中,R3專用于檢測輸出電流值?VT1采用2N4401型NPN硅管,國產(chǎn)代用型號(hào)為3DK4C;VT2則選2N4403型PNP硅管,可用國產(chǎn)3DK9C代換?R6?R5分別用于設(shè)定VT  VT2的集電極電流值Ic?Ie2?R5還決定電流控制環(huán)的直流增益?C8為頻率補(bǔ)償電容,防止環(huán)路產(chǎn)生自激振蕩?在剛通電或自動(dòng)重新啟動(dòng)時(shí),瞬態(tài)峰值電壓可使VT1導(dǎo)通,利用R7對其發(fā)射結(jié)電流進(jìn)行限制?R4的作用是將VT1的導(dǎo)通電流經(jīng)VT2旁路掉,使之不通過R1。電流控制環(huán)的啟動(dòng)過程如下:隨著I?的增大,當(dāng)I?接近于1A時(shí),UR3↑→VT1導(dǎo)通→Ug↑→VT2導(dǎo)通,由VT2的集電極給光耦提供電流,迫使U?下降?由于U?降低,VDZ2不能被反向擊穿,其上也不再有電流通過,因此電壓控制環(huán)開路,電源適配器就自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒流模式?C7為安全電容,能濾除由初?次級(jí)耦合電容產(chǎn)生的共模干擾?

  該電源既可工作在7.5V穩(wěn)壓輸出狀態(tài),又能在1A的受控電流下工作?當(dāng)環(huán)境溫度范圍是0℃~50℃時(shí),恒流輸出的準(zhǔn)確度約為±8%

  該電源的輸出電壓一輸出電流(U?-I?)特性如圖9-49所示?由圖可見,它具有以下顯著特點(diǎn)

  ①當(dāng)U1=85V或265V時(shí),特性曲線變化很小,這表明輸出特性基本不受交流輸入電壓變化的影響

  ②當(dāng)I?<0.90A時(shí),處于恒壓區(qū);I?≈0.98A時(shí)位于恒流區(qū),且U?隨著I?的略微增加而迅速降低

  ③當(dāng)U?≤2V時(shí),VT1和VT2已無法給光耦繼續(xù)提供足夠的工作電流,此時(shí)電流控制環(huán)不起作用,但初級(jí)電流仍受TOP200Y的較大極限電流 ILIMIT(max)的限制?這時(shí),UB6上升,通過VT1和VT2使光耦工作電流迅速減小,強(qiáng)迫TOP200Y進(jìn)入自動(dòng)重新啟動(dòng)狀態(tài)?這表明,旦電流控制環(huán)失控,立即從恒流模式轉(zhuǎn)入自動(dòng)重啟狀態(tài),將l?拉下來,對芯片起保護(hù)作用?