一种新型跟踪式可控硅直流稳压电源的设计
作者：宋莹 刘华毅
1 引 言
信息时代里,BP机已成为常用的通信工具。目前,我国BP机总台的发射设备都采用进口设备,其输出电压为13．8V,电流为15～20A。进口电源不带可控硅部分,而我国电网波动较大,为此设计了这种低成本稳压电源。该设计在串联反馈调整型稳压电源的基础上加装了可控硅相位控制装置,用调整管两端压降来控制可控硅触发的导通角,维持调整管压降不变,从而设计出跟踪式大功率直流稳压电源。该稳压电源限制了调整管功耗,实现了大功率。
该稳压电源主要由单相半控桥整流滤波、线性稳压器及可控硅相位控制等环节组成,并加装了过流保护、短路保护、过热保护装置及显示部分。在220V电网电压波动±15％情况下,输出电压13．8V,输出电流可达20A。由于采用了可控硅相位控制技术,能将调整管两端压降限制在3V左右,功耗不大于40W,提高了电源效率。
当输出电流超过20A时,限流保护可减小输出电流。若输出短路,短路保护输出封锁信号关断可控硅。调整管温度高于60℃时启动电扇,温度低于40℃时关断电扇,温度高于80℃时关断可控硅。该电源采用集成可控硅触发器,双运算放大器及具有温度补偿的稳压管作基准源,并配有三端稳压器作为辅助电源,实现了高精度。
2 具体电路实现
电路结构框图如图1所示。
该电路选取单向桥式半控整流电路,降低了成本。大功率或大电流的稳压电源,一般采用L－C滤波电路。但是,大电流的滤波电抗器体积大,重量重,价格也较贵,因此,在该稳压电源的设计中仍采用大电容滤波。线性稳压器部分仍采用串联反馈调整型稳压器原理,构成一个闭环反馈系统。主要包括：调整管,取样电路,基准电压源,误差比较放大器。由于该稳压电源输出电流20A,电流很大,所以,为减小调整管功耗,采用并联形式,在本电源中,调整管用两个大功率三极管并联,使每管流过电流为10A左右。这样,每个管子的功耗不大于40W,减小了调整管功耗。调整管集电极电流为10A左右,因此应采用大功率晶体三极管,选取β＝40～50,这样,基极电流应达2×0．3A,即600mA。而一般集成运算放大器输出电流只有几十毫安级,不能让比较放大电路的输出端直接来推动调整管,因此在比较放大电路的输出端与调整管的基极之间,加入推动级,此处选择一个小功率三极管,构成复合管的形式。启动电阻Rc取2k。防振电容C取10μF。
在稳压电路中,基准源是整个稳压系统工作的参考,稳压的最终效果取决于基准源的水平。因此,该电源中,选用具有温度补偿特性的2CW234系列硅稳压管作为基准源,并选择其稳定电压为6．4V。由特性较好的三端集成稳压器供电,限流电阻采用精密金属膜电阻R（温度系数约为±1×10－5／℃）。为了减小噪声的影响,将稳压管封装在盛油的小容器里,噪声指标
