小功率可调直流稳压电源设计之软启动电路

 昨天我们为大家分享了一种小功率可调直流稳压电源设计方案，并针对这一方案中的主电路设计情况进行了详细介绍和分析。在今天的文章中，我们将会继续就这一稳压电源设计方案中的软启动电路设计情况，以及电压补偿电路的设计和整改过程，进行详细总结，下面就让我们一起来看看吧。

电压补偿电路设计

在这一稳压电源设计的过程中，由于我们所设计的这一小功率可调直流稳压电源要求输出电压从0V起调，而我们所使用的LM317集成稳压器不能直接满足这一要求，这也就需要我们设计一个电压补偿电路，抵消LM317的1.25V最小输出电压。电压补偿电路由电阻R4和二极管D组成，此时有公式：Uo=U3-UD。

在该公式中，参数U3为LM317的3脚电压;Uo为输出电压，参数UD为二极管D的正向压降，即为补偿电压，其值略大于LM317的基准电压1.25V。在这一电压补偿电路的设计过程中，我们选择使用3只串联的锗材料整流二极管的导通压降来实现。当调节R2减少，使U3达到与UD相等时，输出电压即为0V。当调节R2逐渐增大时，Uo即由0V开始增大。由于负载电流流过D，故D的最大工作电流应能适应负载电流的要求。下图中，图1是本文设计的稳压电源主电路图，图2是输出电压调节原理图，图2中R4用于给D提供工作电流。

图1 小功率可调直流稳压电源设计中的主电路图

图2 输出电压调节原理

软启动电路设计

在这一小功率直流稳压电源设计过程中，我们所设计的电源软启动电路由晶体管T、电阻R3、R和电容器C组成。这一软启动电路的作用，是使电路输出电压有一个缓慢的上升过程，以适应感性负载的启动特性。当输入电压UI接入时，因C上的电压不能突变，故T因基极电位较高而饱和导通，使U2(LM3i7的2脚电位)和U3都很低，故Uo很小，随着C的充电，T的基极电位下降，其集电极电位即U2将会升高，使U3升高，所以Uo也升高。当C充满电时，T被截止，启动电路失去作用，Uo也达到设定值。启动的时问可以通过改变C和R的值进行调整。

改进方案

在这一小功率可调直流稳压电源设计过程中，我们所设计的主电路也有一些弊端，最大的一个问题就在于该电路的输出电压的调整完全依赖电电位器R2的改变，因此R2的改变范围较大，这样在输出电压的调整过程中容易调过头或调不足。而如果想要准确地实现0～24V宽范围的电压任一电压，有些调整比较麻烦，必须反复调整，只依赖R2是比较困难的。

上文中所说的这一问题如果在应用之前没有进行调整，那么势必会影响这一直流稳压电源的使用效果。这里我们提出了一种可行性较高的改进方案，即将电位器R2用一个电位器R2’和电阻R档串联实现，通过一个开关实现电阻R档的改变从而改变输出电压的范围，并在所选择的输出电压范围内通过改变电位器R2’的阻值得到所需要的准确的直流电压输出。电路如图3所示。

图3 电压调整部分电路图

测试结果

这一小功率可调直流稳压电源设计方案完成后，我们接上电源变压器和整流滤波电路，并对这一完整的可调稳压电源电路系统进行测试，经测试后所得出的结果已经分别在下表中进行了总结，其中，电路在负载为1A时输出电压调整范围如表1所示，电路在输出电压为额定值24V下的负载特性如表2所示，电网电压波动±10%、负载电流1A情况下输出电压如表3所示。

表1 输出电压调节范围

表2 电路负载特性

表3 额定负载(1A)下电网波动±10%时输出电压变化

从表1、表2和表3所提供的数据来看，本文中所分享的这一小功率可调直流稳压电源设计方案基本上符合设计要求。希望通过本文连续两天的分享，对各位工程师的设计研发工作提供一定的帮助。