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直流屏各部分的電路原理
發表日期:2019-5-24

直流屏設備內的電路很多,其中有幾個比較重要的電路,在這裏重點說說它的原理:穩壓電路、可調電流源、保護電路、開機延時電路、直流屏或門的選擇、直流屏二極管耐壓的選擇、直流屏二極管電流的選擇。

一、直流屏的稳压电路:  

如圖是串聯穩壓電源電路圖,其中T1是調整管,D1和R2組成基准電壓,T2爲比較放大器,R3~R5組成取樣電路,R6是負載。其電路組成框圖如圖。假設由于某種原因引起輸出電壓UO降低時,通過R3~R5的取樣電路,引起T2基極電壓(UT2)O成比例下降,由于T2發射極電壓(UT2)E受穩壓管D1的穩壓值控制保持不變,所以T2發射結電壓(UT2)BE將減小,于是T2基極電流(IT2)B減小,T2發射極電流(IT2)E跟隨減小,T2管壓降(UT2)CE增加,導致其發射極電壓(UT2)C上升,即調整管T1基極電壓(UT1)B將上升,T1管壓降(UT1)CE減小,使輸入電壓UI更多的加到負載上,這樣輸出電壓UO就上升。當輸出電壓升高時整個變化過程與上面完全相反。在串聯穩壓電源的整個穩壓控制過程中,由于增加了比較放大電路T2,輸出電壓UO的變化經過T2放大後再去控制調整管T1的基極,使電路的穩壓性能得到增強。T2的β值越大,輸出的電壓穩定性越好。

串聯穩壓電路 

 

二、直流屏的可調電流源:

可調電流源有多種不同的方法實現,本電流源由一個二極管和一個三極管實現,由電路原理圖可知,由電源端到三極管基極電壓由發光二極管導通電壓決定,取爲紅色發光二極管,導通電壓爲1.8V,而三極管發射極到基極間的電壓爲0.7V,因此,三極管發射極電阻上的電壓是恒定的爲二極管的導通電壓與三極管eb間的電壓差決定,如本電路爲恒定的1.1V,因此,只要調節三極管發射極電阻就可以調節三極管發射極電流(也就是三極管集電極電流),將三極管集電極電流作爲輸出電流。這個電路就構成了可調電流源。

電流源 


三、直流屏的保护电路:  

过压与欠压故障的保护:从各电源输出端引入电压信号到电压信号检测电路,由于有多个电压,所以可以选用加法器来进行检测,得到当各电压正常时加法器的输出电压信号,当引入的电压信号不正常时,本电路的输出电压信号肯定会发生变化,将这个信号引入到过压比较器和欠压比较器,比较器的输出信号状态就可以是一个反映主电源各电压是否在正常范围内的信号。这种方法的优点是可以同时检测多个电压信号,只要有一个出现问题时,在这个电路的输出端都能够反映出来;但它的缺点是若几个电压信号同时出现问题,而且正好相互抵消(如一个电压升高,另一个电压降低,而且变化的量又正好使电路输出数据不变),此时电路将没有反映,达不到保护的目的,但是出现这样现象的概率是很小的,因此不会影响电路的实际使用。  

過流保護電路:主電源電流流過取樣電阻,這樣主電流的大小可以通過取樣電阻的電壓反映出來,所以首先通過減法器檢測出取樣電阻上的電壓值,再送到比較器,判斷是否電流過大。注意,由于有正負二路電源,所以這樣的電路有二路。

过流保护电路  

以上各电路的输出信号经过或门送出。  

或門送出的信號不能直接控制驅動器,有一個+5V電源接口是否接錯電源的信號,將這個信號和或門送出的信號再送到加法器。 

 

四、直流屏的開機延時電路:

由于開機時主電源輸出電壓並不能立即達到正常值,若不考慮這個因素,電源將無法開機。因此保護電路必須在主電源達到正常值後才開始工作,因此要設計一個保護電路工作開機延時電路。

或门送出的信号,+5V电源接口是否接错电源的信号,开机延时信号一起送到加法器进行加法运算,加法器计算出的结果就可以反映出电路工作状态,再将这个加法器的结果送到比较器,比较器输出控制信号。  

由于繼電器的動作電流相對較大,運算放大器是帶不起這個負載的,因此控制信號需要經過驅動電路再驅動繼電器。一般使用的驅動電路采用三極管電路,讓三極管處在飽和導通與截止工作狀態。

  

五、直流屏或門的選擇:

可以用數字集成電路芯片,也可以用分立元件構成的或門電路。本人選用分立元件構成的或門電路,只要二個二極管就可以了,二個二極管的陽極分別接二個比較器的輸出端,陰極接在一起。當二個比較器都是輸出低于電平時,這二個二極管都截止,當二個比較器中有一個輸出高于電平時,這二個二極管中一個導通,另一個截止,因此,連接在一起的二極管陰極一定爲高電平。

  

六、直流屏二極管耐壓的選擇:

當以上二個二極管中一個導通,一個截止時,處于截止狀態的二極管一端的電壓是高電平約爲10.6V,低電平約爲-10.6V,所以加在二極管上的反向電壓爲21.2V。所以選用的二極管反向耐壓必須大于22V。

  

七、直流屏二極管電流的選擇:

因为所接负载电阻大于10K,实际流过二极管的电流小于1mA。 这个电流很小。二极管和选择:因输出电流很小,所以选用二极管4148就可以了。4148的最高反向耐压大于75V,最大电流为150mA。



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