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直流屏各部分的电路原理
发表日期:2017-12-5

直流屏设备内的电路很多,其中有几个比较重要的电路,在这里重点说说它的原理:稳压电路、可调电流源、保护电路、开机延时电路、直流屏或门的选择、直流屏二极管耐压的选择、直流屏二极管电流的选择。

一、直流屏的稳压电路:  

如图是串联稳压电源电路图,其中T1是调整管,D1和R2组成基准电压,T2为比较放大器,R3~R5组成取样电路,R6是负载。其电路组成框图如图。假设由于某种原因引起输出电压UO降低时,通过R3~R5的取样电路,引起T2基极电压(UT2)O成比例下降,由于T2发射极电压(UT2)E受稳压管D1的稳压值控制保持不变,所以T2发射结电压(UT2)BE将减小,于是T2基极电流(IT2)B减小,T2发射极电流(IT2)E跟随减小,T2管压降(UT2)CE增加,导致其发射极电压(UT2)C上升,即调整管T1基极电压(UT1)B将上升,T1管压降(UT1)CE减小,使输入电压UI更多的加到负载上,这样输出电压UO就上升。当输出电压升高时整个变化过程与上面完全相反。在串联稳压电源的整个稳压控制过程中,由于增加了比较放大电路T2,输出电压UO的变化经过T2放大后再去控制调整管T1的基极,使电路的稳压性能得到增强。T2的β值越大,输出的电压稳定性越好。

串联稳压电路 

 

二、直流屏的可调电流源:

可调电流源有多种不同的方法实现,本电流源由一个二极管和一个三极管实现,由电路原理图可知,由电源端到三极管基极电压由发光二极管导通电压决定,取为红色发光二极管,导通电压为1.8V,而三极管发射极到基极间的电压为0.7V,因此,三极管发射极电阻上的电压是恒定的为二极管的导通电压与三极管eb间的电压差决定,如本电路为恒定的1.1V,因此,只要调节三极管发射极电阻就可以调节三极管发射极电流(也就是三极管集电极电流),将三极管集电极电流作为输出电流。这个电路就构成了可调电流源。

电流源 


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。  

过流保护电路:主电源电流流过取样电阻,这样主电流的大小可以通过取样电阻的电压反映出来,所以首先通过减法器检测出取样电阻上的电压值,再送到比较器,判断是否电流过大。注意,由于有正负二路电源,所以这样的电路有二路。

过流保护电路  

以上各电路的输出信号经过或门送出。  

或门送出的信号不能直接控制驱动器,有一个+5V电源接口是否接错电源的信号,将这个信号和或门送出的信号再送到加法器。 

 

四、直流屏的开机延时电路:

由于开机时主电源输出电压并不能立即达到正常值,若不考虑这个因素,电源将无法开机。因此保护电路必须在主电源达到正常值后才开始工作,因此要设计一个保护电路工作开机延时电路。

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。  

由于继电器的动作电流相对较大,运算放大器是带不起这个负载的,因此控制信号需要经过驱动电路再驱动继电器。一般使用的驱动电路采用三极管电路,让三极管处在饱和导通与截止工作状态。

  

五、直流屏或门的选择:

可以用数字集成电路芯片,也可以用分立元件构成的或门电路。本人选用分立元件构成的或门电路,只要二个二极管就可以了,二个二极管的阳极分别接二个比较器的输出端,阴极接在一起。当二个比较器都是输出低于电平时,这二个二极管都截止,当二个比较器中有一个输出高于电平时,这二个二极管中一个导通,另一个截止,因此,连接在一起的二极管阴极一定为高电平。

  

六、直流屏二极管耐压的选择:

当以上二个二极管中一个导通,一个截止时,处于截止状态的二极管一端的电压是高电平约为10.6V,低电平约为-10.6V,所以加在二极管上的反向电压为21.2V。所以选用的二极管反向耐压必须大于22V。

  

七、直流屏二极管电流的选择:

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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