电子控制型弧焊电源的稳压电源优化方案

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：在电子控制型弧焊电源中，不仅电压或电流的给定信号需要直流稳压电源，而且弧焊电源控制系统中，大量的有源控制电路和器件，如集成运算放大器等也需要直流稳压电源供电。目前在电子控制型弧焊电源中应用较多的是采用集成稳压器或电源模块构成的直流稳压电源。电路中的外接二极管VD起输入短路保护作用，当输入端发生短路时，Co通过二极管放电，以便保护集成稳压器内部调整管。

在电子控制型弧焊电源中，不仅电压或电流的给定信号需要直流稳压电源，而且弧焊电源控制系统中，大量的有源控制电路和器件，如集成运算放大器等也需要直流稳压电源供电。

直流稳压电源有许多种，最简单的直流稳压电源是将交流电整流滤波后，选用稳压管进行稳压，得到所需的直流电压。该直流电源稳压效果、电源精度都不能令人满意。目前在电子控制型弧焊电源中应用较多的是采用集成稳压器或电源模块构成的直流稳压电源。

1.三端固定式集成稳压器

三端固定输出集成稳压器是一种串联调整式稳压器，它将全部稳压电路集成在一个硅片上，该集成芯片只有输入、输出和公共三个引出端，使用非常方便。典型产品有78××正电压输出系列和79××负电压输出系列，其封装形式和引脚功能如图4-27所示。

78××/79××系列中的型号××表示集成稳压器的输出电压的数值，以V为单位。每类稳压器都有5V、6V、7V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V等系列输出电压，能够满足大多数电子设备对稳压电源的需求；中间的字母通常表示电流等级，输出电流一般分为三个等级100mA（78L×/79L××）、500mA（78M×/79M××）、1.5A（78××/79××）；后缀英文字母表示输出电压容差与封装形式等。

78××/79××系列集成稳压器的内部电路包括恒流源、基准电压源、取样电阻、比较放大、调整管、保护电路、温度补偿电路等。输出电压值取决于内部取样电阻的数值，最大输出电压为40V。

图4-27 三端固定输出集成稳压器的封装形式和引脚功能

a）78××系列 b）79××系列

图4-28所示是78××系列正电压输出稳压器的基本应用电路，79××系列负电压输出稳压器的基本应用电路与其类似。图4-28中，集成稳压器的输入端连接的电容C₁是为了改善电源的纹波特性，一般取值为0.33μF；在输出端连接电容C_o是为了改善负载的瞬态响应、防止自激振荡和减少高频噪声，一般取值为0.1μF。

图4-28 78××系列的基本应用电路

输入电压的选择是

U_I＞U_o+2V

式中 U_I——78××系列模块的输入电压；

U_o——直流电源的输出电压。

电路中的外接二极管VD起输入短路保护作用，当输入端发生短路时，C_o通过二极管放电，以便保护集成稳压器内部调整管。

2.三端可调输出稳压器

三端可调稳压器的输出电压可调，稳压精度高，输出纹波小。其输出电压为1.25～35V或-35～-1.25V连续可调。比较典型的产品有LM317和LM337等。LM317为可调正电压输出稳压器，LM337为可调负电压输出稳压器，其外形与引脚配置如图4-29所示。这种集成稳压器有三个引出端，即电压输入端U_I，电压输出端U_o和调节端ADJ。它没有公共接地端，接地端往往通过接地电阻再到地。

三端输出可调稳压器的输出电压范围是1.2～37V或-37～-1.2V。每一类中按其输出电流又分为0.1A，0.5A，1A，1.5A，10A等。例如，LM317L输出电压为1.2～37V，输出电流为0.1A；LM317H输出电压为1.2～37V，输出电流为0.5A；LM317输出电压为1.2～37V，输出电流为1.5A。LM337L输出电压为-37～-1.2V，输出电流为0.1A；LM337M输出电压为-37～-1.2V，输出电流为0.5A；LM337输出电压为-37～-1.2V，输出电流为1.5A等。

图4-29 三端可调输出集成稳压器的封装形式和引脚功能

a）LM317 b）LM337

图4-30所示是三端可调正输出集成稳压器的一般应用电路（可调负电压输出稳压器也有类似电路）。电路中，R₁和RP组成可调输出的电阻网络。为了能使电路中偏置电流和调整管的漏电流被吸收，所以设定R₁为120～240Ω。通过R₁泄放的电流为5～10mA。输入电容C₁用于抑制纹波电压。输出电容C_o用于消振，缓冲冲击性负载，保证电路工作稳定。

图4-30 LM317的基本应用电路

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