控制器电源电路部分研究

《控制器电源电路部分研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1、电源部分基本结构控制器电源部分采用串联线性稳压电路，并且采用两级扩流，其中一级如下图所示：图1串联稳压电路模型2、稳压原理分析由于某种原因例如输入电压Ui增大或负载电阻RL增大导致输出电压增大，则会有如下现象：UO→Ube（Ube=Ub-Ue，Ub=Uz不变，Ue增大，所以Ube减小）→Ib→Uce→Uo如果输入电压Ui减小或负载电阻RL减小则UO减小，后面的分析与上过程相反，此处不再赘述。上图中的三极管Q1我们称之为调整管。调整管基极最大电流为（Izm-Iz）其中Izm为稳压管最大工作电流，Iz为稳压管稳压时最小电流。由于晶体管具有电流放大作用，图中所示的最大负载电

2、流为：Imax=（1+β）×（Izm-Iz）β-晶体管放大倍数这也就大大提高了负载工作电流的调节范围。输出电压为：Uo=Uz-Ube从上述稳压过程可知，要想使调整管起到调整作用，必须使之工作在放大状态，因此其管压降应大于饱和管压降Uces。3、控制器电源设计要点基于上述的稳压原理及我们发现有两点至关重要：稳压管必须始终可靠的工作在稳压状态；调整管必须工作在放大状态，不能饱和；选用的稳压管为1N4740和1N4734为10V和5.6V稳压，而它们的工作参数如下图所示：3.1稳压管工作计算我们通常只关心三个参数：稳压电压值UZ、最小稳定电流IZ、最大稳定电流IZM，以1N47

3、40为例，该元件为10V稳压管，其典型值：Vz=10V，IZT=25mA，Izm=91mA我们知道稳压管正常工作必须接限流电阻，在图1中电阻R1为稳压管的限流电阻：稳压管的工作电流范围为Izt~Izm所以限流电阻R1(min)=(11.4V-10V)/91mA=15Ω；R1(max)=(11.4V-10V)/25mA=56Ω；可知R1的取值范围为：15Ω~56Ω，至于取多少合适还需进一步部计算；前面分析可知第一级扩流电路能带负载的电流最大值为：.Imax=（1+β）×（Izm-Iz）Imax=（1+β）×（91-25）=（1+β）×66(mA)此处如果我们希望Imax≥3

4、00mA，则放大倍数β=4，是完全可以的；由于我们用的是贴片封装的，其最大功耗为0.3W，那么如果最大电流为300mA的话，其Ucemax=1V，高于1V的话就会烧毁器件。那么回过头看我们的实际电路如下图所示：假设蓄电池已经充满电了，则蓄电池电压有可能为14V，则经过肖特基二极管消耗0.4V压降则还有14V-0.4V=13.6V，经10V稳压管稳压后，UQ4(e)=10V-0.6V=9.4V,则Uce(max)=13.6V-9.4V=4.2V,假设Ie=300mA，则三极管Q4的功率损耗为：P=Ic×Uce=300mA×4.2V=1.26W＞0.3W，所以三极管肯定会冒黑

5、烟啊！那么安全考虑即P≤0.3W，我们取最大值0.3W，则在Uce(max)=4.2V时Ic（max）=0.3W/4.2V=71mA，即在三极管的Uce最大时能提供给负载的电流为71mA。那么此时基极的电流Ib=71mA/40倍=1.8mA而通过限流电阻的电流为IR=1.8mA+25mA=26.6mA在Multisim软件中仿真，其中三极管Q1用2N2221，其放大倍数为20~120，集电极最大电流为500mA，最大耗散功率为800mW，稳压二极管用1N4740其参数前面已经介绍，负载我们用200欧姆的可调电阻代替，图中我们的电阻调节至70%，测量的各个点的数据可见下图中

6、：稳压管的限流电阻为47Ω，蓄电池电压为13V，理论计算的稳压管电流Iz=（13V-10V）/47Ω=63.8mA，仿真软件中的值为：62.3mA，其中三极管基极分流0.95mA，62.3mA+0.95mA=63.2mA≈63.8mA，负载电流理论计算为：0.95mA×β=0.95×（20~120）=19mA~114mA，仿真软件中的电流值为66.3mA，反算的β=66.3mA/0.95mA=69.78，该值是在20~120之间的，关于这个放大倍数是很难确定的，它跟很多因素有关，包括管压降还有三极管的温度等都有关系，我们也没必要深究。由于我们给稳压管的工作电流为62.3m

7、A＞Izt=25mA，所以稳压管输出10V毋庸置疑，软件仿真结果也是如此。此时我们计算三极管的功率损耗：Pd=Uce×Ic=3.72V×66.3mA=246.6mW＜Pdmax=800mW，三极管能稳定工作，但是我们使用的是贴片三极管，因此其最大功耗为0.3W即300mW，此时246.6也是小于该值，也是可行的。上面负载电压理论计算：Uz-Ube=10V-0.7V=9.3V，软件仿真结果为9.28V完全可以接受。此时我们控制器电源的第一级设计方案已基本清晰:选用的8050三极管（贴片）其最大IC=500mA，最大耗散功率Pd=