带保护功能的5V稳压电源

带保护功能的5V稳压电源,High-current power supply

作者：段现星 具有过压保护的5V稳压电路，采用集电极输出串联型稳压方式，具有：成本低、效率高、体积小、重量轻、纹波少和稳定度高等特点。具有扩流和过压保护装置，可实验室作电路实验，也可作固态电路和微处理机的供电电源，还可用作专用仪器、仪表等其他电路的电源。
　　1.电路工作原理
　　电路如下图所示。闭合电源开关s，电网220V电压经变压器降压得到11.5v交流电，二级管VD1～VD4桥式整流，电容C4滤波，集成稳压器W7805的稳压可获得平滑的5V直流电压。集成稳压器W7805的最大输出电流为1.5A，图中的大功率三极管VT起扩流作用，可使输出电流大于1.5A。
　　这是一种并接式扩流方式，即W7805的①脚与VT的基极相连，W7805的②脚与VT的集电极相连，这样两输出电流之和可达到6A。如果需要更大的电流，可采用2～3只大功率管并联。
　　W7805集成稳压器内部含有过热和安全区保护电路。尽管如此，由W7805和三极管VT等组成的稳压电源输出端仍有可能发生瞬间过压。为确保负载的安全，本电源又增设了过压保护电路，该电路由稳压二极管VD7、电阻R3、晶闸管VS和快速熔丝管FU等组成。
　　本电源正常工作时输出电压为5V，晶闸管VS呈截止状态。当由于某种原因(如集成电路损坏或调整管击穿)使输出电压超过限定值时(即≥5.6v)，稳压管VD7击穿，这样电阻R3上的电压VR3升高使晶闸管Vs触发导通，引起熔丝管Fu熔断，从而保护了负载。
　　在扩流管VT的发射极与集电极间和集成稳压器W7805的①、②脚分别并联了二极管VD5和VD6，用来保护扩流管和集成电路。当输入端发生短路或输出端过压而使晶闸管Vs导通造成输入端短路时，稳压管输入端电压因熔丝熔断立即为零，而输出端电容器C8上充足的电荷则不能立即释放，因而造成输出端瞬间电压高于输入端电压，为了防止这个反向峰值电压击穿VT功率管或集成稳压器W7805，利用二极管VD5和VD6将此电荷泄放掉。 　　C1和C2是二极管VD1～VD4的输入和输出电容器，可抑制高频谐波干扰。电阻R1为电容C4提供泄放电流回路。发光二极管VD8用于工作指示。 2.元器件选择
　　大功率三极管VT为2SB683，其特性参数见上表。整流二极管VD1～VD4选用1N4007或全桥整流块5A/400V即可。单向晶闸管Vs型号为JCT02，其特性参数见下表所示。稳压二极管VD7为2CWl03。对发光二极管VD8的型号无特殊要求。除电阻R1标称功率应不小于3w外，其余均为1/2～1/4金属膜电阻。
　　其他元器件按图中所标注的选用。 材料 极性 主要用途 主要参考 代换型号 国外 国内 硅 PNP NF/S—L低频用开关和功率 100V、5A、40W BD224C、BD602、2SD713 3CA6D   型号 同类型号     芯片尺寸     封装形式 JCT02   2P4M  1.56mmx1.56mm  TO-202、TO-126F 典型应用 主要用于小马达控制器、漏电保护器、彩灯控制器、逻辑电路驱动、大功率晶闸管门极驱动，电子点火器及其他开关控制电路 　　3.制作与使用说明
　　大功率扩流管2SB683和稳压集成电路w7805均属功耗较大的器件，除采用标准大功率三极管外壳封装外，还必须加装足够散热面积的散热器。如果散热不良，稳压器的过热保护电路将会限制正常的电流输出。
　　应将发光二极管VD8和熔丝管装在本装置的前后面板上，以便于显示和更换.电路全部安装完毕后，用一台自耦变压器接在本电路的输入端，将电压调到大于240V，此刻单向晶闸管Vs导通工作，导致保险管Fu熔断，无输出电压，这说明该电路工作可靠。然后，将自耦变压器退出，接入负载即可投入使用