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恒流和恒压的工作原理详解

【摘要】:VT1、VT2由两只不同型号的晶体管进行恒流控制。IC1电子开关既可以工作在2.2A受控恒压方式,也可工作在7.5V恒压状态下。当Vo≤2V时,VT1、VT2无工作电流,此时电流控制电路不起作用,但一次电流受IC1的电流限制,电流在R4上的压降VR4上升,VT2集电极电流下降,使光耦合器的工作电流迅速减小,迫使IC1进入重新启动状态。就是说,一旦电流控制电路失去控制,电路立即从恒流模式转入恒压状态,将Io拉下来,对IC1起到保护作用。

图1-47所示为配上PC817A光耦合器,外加两只晶体管组成恒功率电路。一次绕组与IC1的D脚变换输出。电路中的VS1、VD5变压器一次绕组Np的钳位保护电路,它将变压器一次绕组的漏感所形成的尖峰电压反馈、吸收,使IC1电路在安全范围内运行。VS1、VD5为网络缓冲吸收电路。反馈绕组NF的输出电压经VD6C3整流滤波得到反馈电压VFB、与光敏晶体管提供控制偏压。二次电压经VD7C5L2整流滤波后,输出7.5V的直流电压。C4是旁路电容,与R8一同起频率补偿、自动启动、滤除尖峰电压三大作用。R1电源的假负载,空载的情况下,因反馈电压升高而出现“超越”控制,起到稳定作用。

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图1-47 恒功率电路

电路的两个控制电路,第一个是电流控制电路。当输出电流发生异常时,电阻R6对输出电流进行检测。VT1、VT2由两只不同型号的晶体管进行恒流控制。R4R2是VT1、VT2集电极偏置电阻,R1还起着控制电流增益的作用,R5对VT1的发射极电流进行限制,不使VT1过早导通。R3限制VT2的基极电流,使它只能工作在放大区。电路是怎样进行恒流控制呢?当输出电流Io增大时,电流在R6上的压降上升,VT1导通,接着VT2导通,发射极电流Ie2上升,光耦合器中的发光二极管电流增大,致使控制脉冲占空比D变小,迫使输出电流Io下降,控制电路电流呈现开路态势,VS2在此期间无电流,电路自动转入恒流工作模式。

第二个是电压控制电路。VS的稳定电压为6.2V,工作电流为10mA。输出电流较低时,电路工作在恒压模式。在恒压模式时,VT1、VT2截止,电流工作电路因晶体管截止不起作用,这时VS2由输出电压经它有电流通过,而输出电压高低便由VS2的稳压值和发光二极管的压降决定。

IC1电子开关既可以工作在2.2A受控恒压方式,也可工作在7.5V恒压状态下。这种状态下电阻R6所产生的损耗为0.64W。为了减小损耗,只有减少输出电流或R6的阻值,但是提高恒流的准确度比较困难。IC1是恒功率输出的Io-Vo的特性曲线如图1-48所示。由图可知,当输入电压为85~265V时,特性曲线变化很小,受输入电压的影响很小;当输出电流Io<1.85A时,电路处于恒压区;当输出电流Io=1.90A±0.08A时,电路处于恒流区,区里的Vo随着Io的微增而迅速降低。当Vo≤2V时,VT1、VT2无工作电流,此时电流控制电路不起作用,但一次电流受IC1的电流限制,电流在R4上的压降VR4上升,VT2集电极电流下降,使光耦合器的工作电流迅速减小,迫使IC1进入重新启动状态。就是说,一旦电流控制电路失去控制,电路立即从恒流模式转入恒压状态,将Io拉下来,对IC1起到保护作用。该电路是一种低成本LED驱动电源,可用于室内外照明、交通指示、道路照明等,也用于电池充电器和特种电动机驱动。

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图1-48 Io-Vo特性曲线