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?其特點是具有兩個控制環路:一個是電壓控制環,另一個為電流控制環?當輸出電流較小時,電壓控制環起作用,具有穩壓特性,它相當于恒壓源;當輸出電流接近或達到額定值時,通過電流控制環使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驅動器?下面介紹一種低成本恒壓/恒流輸出式電源適配器,其電流控制環是由晶體管構成的,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,再通過初級繞組接TOP200Y的漏極?由VDZ1和VD1構成的漏極鉗位保護電路,將高頻變壓器漏感形成的尖峰電壓限定在安全范圍之內?VDZ1采用BZY97-C200型瞬態電壓抑制器,其鉗位電壓Ub=200V?VD1選用UF4005型超快恢復二極管?次級電壓經過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,兼作頻率補償電容并決定自動重啟頻率?R2為反饋繞組的假負載,空  載時能限制反饋電壓UB不致升高

該電源有兩個控制環路?電壓控制環是由1N5234B型6.2V穩壓管(VDZ2)和光耦合器  PC817A(IC2)構成的?其作用是當輸出電流較小時令電源適配器工作在恒壓輸出模式下,此時  VDZ2上有電流通過,輸出電壓由VDZ2的穩壓值(UZ2)和光耦中LED的正向壓降(UF)所確定?電流控制環則由晶體管VT1和VT2?電流檢測電阻R3?光耦IC2?電阻R4~R7?電容C8構成?其中,R3專用于檢測輸出電流值?VT1采用2N4401型NPN硅管,國產代用型號為3DK4C;VT2則選2N4403型PNP硅管,可用國產3DK9C代換?R6?R5分別用于設定VT  VT2的集電極電流值Ic?Ie2?R5還決定電流控制環的直流增益?C8為頻率補償電容,防止環路產生自激振蕩?在剛通電或自動重新啟動時,瞬態峰值電壓可使VT1導通,利用R7對其發射結電流進行限制?R4的作用是將VT1的導通電流經VT2旁路掉,使之不通過R1。電流控制環的啟動過程如下:隨著I?的增大,當I?接近于1A時,UR3↑→VT1導通→Ug↑→VT2導通,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,因此電壓控制環開路,電源適配器就自動轉入恒流模式?C7為安全電容,能濾除由初?次級耦合電容產生的共模干擾?

  該電源既可工作在7.5V穩壓輸出狀態,又能在1A的受控電流下工作?當環境溫度范圍是0℃~50℃時,恒流輸出的準確度約為±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

  ①當U1=85V或265V時,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I?<0.90A時,處于恒壓區;I?≈0.98A時位于恒流區,且U?隨著I?的略微增加而迅速降低

  ③當U?≤2V時,VT1和VT2已無法給光耦繼續提供足夠的工作電流,此時電流控制環不起作用,但初級電流仍受TOP200Y的較大極限電流 ILIMIT(max)的限制?這時,UB6上升,通過VT1和VT2使光耦工作電流迅速減小,強迫TOP200Y進入自動重新啟動狀態?這表明,旦電流控制環失控,立即從恒流模式轉入自動重啟狀態,將l?拉下來,對芯片起保護作用?