CN203930565U - 一种线性稳压器 - Google Patents

Abstract

一种线性稳压器，属于开关电源领域。包括直流输入端XB1、稳压输出端XB2、控制连接器XP1、三极管V1、调整管V2、稳压二极管V3、V4、V5、V7、发光二极管V6、电压变换器D1、三端可调稳压管D2、D3、D4、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、电位器RP1、RP2、光电耦合器B1、B2和电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18；本实用新型是集线性稳压、过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护等多功能于一体的模块组件。具有稳定性好、低静态电流、低功耗、高效率、低噪声、高抗扰、体积小、重量轻、使用方便简单和成本低等优点。

Description

一种线性稳压器

技术领域

本实用新型属于线性电源领域，具体为一种线性稳压器。

背景技术

传统的电力稳压器是靠继电器的跳动稳定输出电压的，当电网电压出现波动时，电力稳压器自动纠正电路启动，使内部继电器动作迫使输出电压保持在设定值附近，这种电路的优点是电路简单，缺点是稳压精度不高并且每一次继电器跳动换挡，都会使供电电源发生一次瞬时的中断并产生火花干扰。

另外，现有产品存在功能单一、保护功能不完善、功率容量小等缺陷，很难满足实际使用需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低静态电流、低功耗、高效率、低噪声、高抗扰、体积小的线性稳压器。

实现上述目的的技术方案是：一种线性稳压器，其特征在于：包括直流输入端XB1、稳压输出端XB2、控制连接器XP1、三极管V1、调整管V2、稳压二极管V3、V4、V5、V7、发光二极管V6、电压变换器D1、三端可调稳压管D2、D3、D4、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、电位器RP1、RP2、光电耦合器B1、B2和电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R 17、R18；

直流输入端XB1连接调整管V2的输入端，调整管V2的输出端连接作为分流器的电流取样电阻R10的一端，电流取样电阻R10的另一端连接至稳压输出端XB2，调整管V2的输出端和控制端之间并联稳压二极管V3；

电压变换器D1的输入端连接直流输入端XB1，电压变换器D1的接地端接地，电压变换器D1的输入端与接地端之间并联电容C1、C2，电压变换器的输出端并联电容C3、C4和电阻R1，电压变换器D1输出端的负端与电压变换器D1的外接电容的CS端口之间连接电容C5;

三极管V1的集电极连接在电压变换器D1输出端的正端，三极管的基极串联电阻R2，电阻R16并联于三极管V1的集电极和电阻R2之间，控制连接器XP1的正端经电阻R3连接光电耦合器B1的输入端1脚，控制连接器XP1的负端连接光电耦合器B1的输入端2脚，光电耦合器B1的输出端4脚连接电阻R2，光电耦合器B1的输出端3脚连接在电压变换器D1输出端的负端；

三极管V1的发射极连接电阻R4，电阻R4经电阻R5和三端可调稳压器D4串行接地，三端可调稳压器D4的输入端与输出端之间并联有稳压二极管V4，三端可调稳压器D4的输入端与控制端之间并联有电容C7，三端可调稳压器D4的控制端经电阻R13连接至稳压输出端XB2，电阻R13经电阻R18和电位器RP2串行接地，R14并联于相互串联的电阻R13、电阻R18和电位器RP2的两端，C9、C10分别并联于电阻R14的两端，电阻R15与发光二极管V6串联后并联于电阻C10的两端，电阻R4经电阻R6、R17连接至调整管V2的控制端；

电阻R7的一端与三极管V1的发射极连接，电阻R7的另一端与可调稳压管D2的输入端连接，可调稳压管D2的输出端连接在电压变换器D1输出端的负端，可调稳压管D2的控制端连接电位器RP1，电位器RP1的输出端经电阻R9串行接地，电位器RP1的输出端连接三端可调稳压管D3的控制端，三端可调稳压管D3的输出端连接稳压输出端XB2，三端可调稳压管D3的输入端经电阻R 17连接至调整管V2的控制端，电容C6并联于三端可调稳压管D3输入端和控制端之间；

直流输入端XB1和稳压输出端XB2之间串联有稳压二极管V5、电阻R11、电阻R12，电阻R12的两端并联有电容C8，电阻R12的两端并联有相互串联的光电耦合器B2和稳压二极管V7，稳压二极管V7的输出端连接稳压输出端XB2，二极管V7的输入端连接光电耦合器输入端2脚，电阻R11连接光电耦合器输入端1脚，光电耦合器输出端3脚连接电位器RP1的输出端，光电耦合器输出端4脚连接电阻R8，电阻R8的另一端连接电压变换器D1输出端的正端。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型是集线性稳压、过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护等多功能于一体的模块组件。

本实用新型具有稳定性好、低静态电流、低功耗（调整管压降小）、高效率、低噪声、高抗扰、体积小、重量轻、使用方便简单和成本低等显著优点。

本实用新型能在输入电压高于设定输出电压的条件下稳压工作，低于设定输出电压的条件下为输出电压跟随输入电压变化，当输入电压与输出电压接近时可达到很高的效率。其还具有快速响应能力，能对负载及输入电压的变化做出快速反应。

本实用新型采用减流型保护电路，与限流型保护电路相比，在输出端短路时，它不会烧毁调整管，与截流型保护电路相比，在输出端短路后故障排除即可恢复供电无需重新关开机。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括直流输入端XB1、稳压输出端XB2、控制连接器XP1、三极管V1、调整管V2、稳压二极管V3、V4、V5、V7、发光二极管V6、电压变换器D1、三端可调稳压管D2、D3、D4、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、电位器RP1、RP2、光电耦合器B1、B2和电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R 17、R18；

直流输入端XB1连接调整管V2的输入端，调整管V2的输出端连接作为分流器的电流取样电阻R10的一端，电流取样电阻R10的另一端连接至稳压输出端XB2，调整管V2的输出端和控制端之间并联稳压二极管V3；

电压变换器D1的输入端连接直流输入端XB1，电压变换器D1的接地端接地，电压变换器D1的输入端与接地端之间并联电容C1、C2，电压变换器的输出端并联电容C3、C4和电阻R1，电压变换器D1输出端的负端与电压变换器D1的外接电容的CS端口之间连接电容C5;

三极管V1的集电极连接在电压变换器D1输出端的正端，三极管的基极串联电阻R2，电阻R16并联于三极管V1的集电极和电阻R2之间，控制连接器XP1的正端经电阻R3连接光电耦合器B1的输入端1脚，控制连接器XP1的负端连接光电耦合器B1的输入端2脚，光电耦合器B1的输出端4脚连接电阻R2，光电耦合器B1的输出端3脚连接在电压变换器D1输出端的负端；

三极管V1的发射极连接电阻R4，电阻R4经电阻R5和三端可调稳压器D4串行接地，三端可调稳压器D4的输入端与输出端之间并联有稳压二极管V4，三端可调稳压器D4的输入端与控制端之间并联有电容C7，三端可调稳压器D4的控制端经电阻R13连接至稳压输出端XB2，电阻R13经电阻R18和电位器RP2串行接地，R14并联于相互串联的电阻R13、电阻R18和电位器RP2的两端，C9、C10分别并联于电阻R14的两端，电阻R15与发光二极管V6串联后并联于电阻C10的两端，电阻R4经电阻R6、R17连接至调整管V2的控制端；

电阻R7的一端与三极管V1的发射极连接，电阻R7的另一端与可调稳压管D2的输入端连接，可调稳压管D2的输出端连接在电压变换器D1输出端的负端，可调稳压管D2的控制端连接电位器RP1，电位器RP1的输出端经电阻R9串行接地，电位器RP1的输出端连接三端可调稳压管D3的控制端，三端可调稳压管D3的输出端连接稳压输出端XB2，三端可调稳压管D3的输入端经电阻R 17连接至调整管V2的控制端，电容C6并联于三端可调稳压管D3输入端和控制端之间；

直流输入端XB1和稳压输出端XB2之间串联有稳压二极管V5、电阻R11、电阻R12，电阻R12的两端并联有电容C8，电阻R12的两端并联有相互串联的光电耦合器B2和稳压二极管V7，稳压二极管V7的输出端连接稳压输出端XB2，二极管V7的输入端连接光电耦合器输入端2脚，电阻R11连接光电耦合器输入端1脚，光电耦合器输出端3脚连接电位器RP1的输出端，光电耦合器输出端4脚连接电阻R8，电阻R8的另一端连接电压变换器D1输出端的正端。

本实用新型的工作原理：

本实用新型输入端子XB1处接入直流输入电压正极；XP1处0V接信号线至直流输入电压负极；输出端子XB2处输出直流线性稳压值供后级设备使用。

电压变换器D1及周边滤波电容C1、C2、C3、C4和固定负载R1组成辅助电源电路，产生稳定直流12V供给稳压限流电路，最终用于调节调整管V2的栅极和源极之间的电压以达到稳定输出电压的目的。

光电耦合器B1、三极管V1、电阻R3、R16组成开关控制电路实现隔离控制，在XP1处外接12V控制，实现关闭线性稳压器的功能。

电阻R13、电阻R18和电位器RP2分压电路组成电压取样电路，并由电位器RP2实现稳压值调节的功能；电阻R10用于电流取样，根据输出电流在电阻R10产生的压降作为输出电流的取样，电阻R10由金属材料锰制成，该材料电阻变化随温度变化极小，所以即使在大电流高温条件下，该取样电阻阻值是稳定的，故电流采样电路也是稳定可靠的。

电压取样电路、稳压调节器件D4（此处D4为TL431，其外接器件构成单电源比较器）、电阻R5、电阻R6和电阻R17组成稳压电路，起到稳定输出电压的作用。其工作原理为：当输出电压（以该点电位为参考点）升高时，e点电位随之升高，f电位随之降低，d点电位也随之降低，调整管V2的导通程度下降，从而降低输出电压，起到稳定输出电压的目的。同理，输出电压下降时，稳压工作原理是一样的。电路中电位器RP2用于调节稳压值。

电流取样电阻R10、基准电压源D2、限流调节电位器RP1、限流调节器件D3（此处D3为TL431，其外接器件构成单电源比较器）和电阻R17组成限流电路，起到输出过流和短路保护的作用。其工作原理为：通过电流取样电阻R10两端的压降取样来实现限流功能，当输出电流增大时，R10两端压降也增大，以输出端XB2电位为参考点，a点电位随之升高，b点电位随之升高，c点电位也随之升高，d点电位随之降低，调整管的导通程度下降，从而降低输出电压，起到降低输出电流的目的，直至输出过流保护。电路中电位器RP1用于调节限流值。

稳压二极管V5、电阻R11、12、电容C8、光电耦合器B2和稳压二极管V7构成过压保护（短路开机保护）电路，当输入输出压差大于10V左右时，该回路导通，将辅助电源12V直接接至c点，d点电压直接被拉低，关闭调整管V2，从而起到快速保护的目的，同理，此电路也可作为线性稳压器输出短路时开机保护电路（短路电流小于3A）。

电阻R14、电容C9和电容C10等组成输出滤波电路，降低直流输出噪声。

电阻R15和发光二极管V6组成工作状态显示电路，可以明确指示该线性稳压器的工作状态，灯亮为工作，灯灭为关闭或保护状态。

Claims (1)

1.一种线性稳压器，其特征在于：包括直流输入端XB1、稳压输出端XB2、控制连接器XP1、三极管V1、调整管V2、稳压二极管V3、V4、V5、V7、发光二极管V6、电压变换器D1、三端可调稳压管D2、D3、D4、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、电位器RP1、RP2、光电耦合器B1、B2和电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R 17、R18；

直流输入端XB1连接调整管V2的输入端，调整管V2的输出端连接作为分流器的电流取样电阻R10的一端，电流取样电阻R10的另一端连接至稳压输出端XB2，调整管V2的输出端和控制端之间并联稳压二极管V3；

电压变换器D1的输入端连接直流输入端XB1，电压变换器D1的接地端接地，电压变换器D1的输入端与接地端之间并联电容C1、C2，电压变换器的输出端并联电容C3、C4和电阻R1，电压变换器D1输出端的负端与电压变换器D1的外接电容的CS端口之间连接电容C5;

三极管V1的集电极连接在电压变换器D1输出端的正端，三极管V1的基极串联电阻R2，电阻R16并联于三极管V1的集电极和电阻R2之间，控制连接器XP1的正端经电阻R3连接光电耦合器B1的输入端1脚，控制连接器XP1的负端连接光电耦合器B1的输入端2脚，光电耦合器B1的输出端4脚连接电阻R2，光电耦合器B1的输出端3脚连接在电压变换器D1输出端的负端；

三极管V1的发射极连接电阻R4，电阻R4经电阻R5和三端可调稳压器D4串行接地，三端可调稳压器D4的输入端与输出端之间并联有稳压二极管V4，三端可调稳压器D4的输入端与控制端之间并联有电容C7，三端可调稳压器D4的控制端经电阻R13连接至稳压输出端XB2，电阻R13经电阻R18和电位器RP2串行接地，R14并联于相互串联的电阻R13、电阻R18和电位器RP2的两端，C9、C10分别并联于电阻R14的两端，电阻R15与发光二极管V6串联后并联于电阻C10的两端，电阻R4经电阻R6、R17连接至调整管V2的控制端；

电阻R7的一端与三极管V1的发射极连接，电阻R7的另一端与可调稳压管D2的输入端连接，可调稳压管D2的输出端连接在电压变换器D1输出端的负端，可调稳压管D2的控制端连接电位器RP1，电位器RP1的输出端经电阻R9串行接地，电位器RP1的输出端连接三端可调稳压管D3的控制端，三端可调稳压管D3的输出端连接稳压输出端XB2，三端可调稳压管D3的输入端经电阻R 17连接至调整管V2的控制端，电容C6并联于三端可调稳压管D3输入端和控制端之间；

直流输入端XB1和稳压输出端XB2之间串联有稳压二极管V5、电阻R11、电阻R12，电阻R12的两端并联有电容C8，电阻R12的两端并联有相互串联的光电耦合器B2和稳压二极管V7，稳压二极管V7的输出端连接稳压输出端XB2，二极管V7的输入端连接光电耦合器输入端2脚，电阻R11连接光电耦合器输入端1脚，光电耦合器输出端3脚连接电位器RP1的输出端，光电耦合器输出端4脚连接电阻R8，电阻R8的另一端连接电压变换器D1输出端的正端。