在這篇文章中,我們將學習如何使用IC 741運算放大器制作簡單但完全穩定和穩定的可變電源電路。
下面介紹了 741 電源的三個版本:
簡單的低電流可調電源
穩定的大電流可變電源
穩定的大電流可變電源,具有短路保護功能。
簡單可變 IC 741 電源
下圖顯示了基于IC 741的簡單可變電壓電源。這種設計提供了一個穩定的輸出,可以在0V至12V范圍內進行徹底調節,最大電流范圍可達50 mA。
電路工作非常基本。
齊納二極管ZD通過電阻R1從正線獲取電源。齊納二極管產生12V的固定基準電壓,齊納二極管提供給可調分壓器RV1。
分壓器輸出可在0V至12V范圍內完全可調,該分壓器施加于運算放大器741的同相輸入。
運算放大器的配置類似于單位增益電壓跟隨器,晶體管Q1以發射極跟隨器電流放大器級的形式裝配,與其輸出串聯。
因此,電源電路的輸出電壓通過RV1跟蹤并跟隨運算放大器輸入端建立的電壓,RV1可在0V至12V范圍內完全可調。
請記住,此特定 741 電源電路采用 18V 正電源和 9V 負電源。此外,通過使用更高額定值的齊納二極管和提供更高額定值的非穩壓輸入電源電壓,可以提高本電路的輸出電壓范圍。
同樣,通過集成幾個更多的功率晶體管來代替現有的晶體管Q1,也可以提高電流規格。
3 V 至 30 V IC 741 電源
下圖顯示了將741運算放大器用作穩壓電源單元的基本基礎的方式,該單元可輕松處理3V至30V的輸出范圍,電流范圍高達1A。
在這種配置中,使用齊納二極管ZD1將741運算放大器的電源穩定在33V。另一個溫度穩定、恒定的3V基準電壓是通過齊納二極管ZD2實現的,這適用于IC 741的同相輸入。
晶體管Q1、Q2與運算放大器的輸出連接,其配置類似于可變增益同相直流放大器。該設置的增益可以通過RV1從單位到x10變化。
這提供了一個輸出電壓,該輸出電壓可通過電位器RV1在3V至30V范圍內完全可調。IC 741電源產生的輸出電壓具有使用負反饋環路的完全穩定電壓。
過流和短路保護 741 電源
下圖說明了在之前的IC 741電源電路中添加過載保護的方式。
在此設計中,我們使用電流檢測電阻R7,與穩壓器輸出串聯。
作為關斷晶體管的晶體管Q3通過該電阻R7供電,其基極-集電極結能夠使輸出晶體管級的Q1、Q2基極-發射極結短路。
通常,Q3保持失活狀態,并且不會影響電路的功能。然而,一旦電源的輸出電流超過1A標記,R7兩端產生超過600 mV的電壓差,它立即開始偏置晶體管Q3基極,將其打開。
因此,Q3被迫將Q1-Q2輸出級的基極-發射極結分流至地。因此,該動作會導致輸出電流瞬間降低,從而在連接的環路上產生較大的負反饋。此操作會導致輸出電流自動限制在 1A 范圍內。
在短路條件下也執行相同的程序,為IC 741電源電路提供完全短路和過載保護。
改進的設計
該電源在許多方面與前一個電源不同。R12、Q1 Z1網絡以幾乎恒定的電流運行基準齊納Z2。因此,Z2 對紋波和不受控制的電源變化的影響要小得多。R3 C1(7 HZ低通)濾波器可顯著降低齊納二極管的紋波電壓和干擾。輸出電壓可以使用預設的VR1來改變。
如果需要極其精確的電源,則必須實現精確的基準電壓源。溫度系數低至10 ppm /攝氏度可用于獲得這些結果。在應用這種穩定性時,必須使用高穩定性電阻(TC = 10 ppm / C)和低漂移運算放大器。還必須使用主電源濾波器來防止電源傳輸噪聲(主要是電動機和晶閘管引起的巨響)。這是一個使用無源電感電容器的低通濾波器網絡,可降低高頻瞬變和爆音。
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