電子工程師必須掌握的電路圖集錦（一）

電子工程師必須掌握的電路圖集錦（一）

　　本文搜羅了穩壓電源、DCDC轉換電源、開關電源、充電電路、恒流源相關的經典電路資料，為工程師提供最新鮮的電路圖參考資料，他是電子工程師的智慧背囊。

　　一、穩壓電源

　　1、3～25V電壓可調穩壓電路圖

　　此穩壓電源可調範圍在3.5V～25V之間任意調節，輸出電流大，並採用可調穩壓管式電路，從而得到滿意平穩的輸出電壓。

　　工作原理：經整流濾波後直流電壓由R1提供給調整管的基極，使調整管導通，在V1導通時電壓經過RP、R2使V2導通，接著V3也導通，這 時V1、V2、 V3的發射極和集電極電壓不再變化(其作用完全與穩壓管一樣)。調節RP，可得到平穩的輸出電壓，R1、RP、R2與R3比值決定本電路輸出的電壓值。

　　元器件選擇：變壓器T選用80W～100W，輸入AC220V，輸出雙繞組AC28V。FU1選用1A，FU2選用3A～5A。VD1、 VD2選用6A02。RP選用1W左右普通電位器，阻值為250K～330K，C1選用3300μF/35V電解電容，C2、C3選用0.1μF獨石電容，C4選用 470μF/35V電解電容。R1選用180～220Ω/0.1W～1W，R2、R4、R5選用10KΩ、1/8W。V1選用2N3055，V2選用3DG180或2SC3953，V3選用3CG12或3CG80

　　  

　

　　2、10A3～15V穩壓可調電源電路圖

　　無論檢修電腦還是電子製作都離不開穩壓電源，下面介紹一款直流電壓從3V到15V連續可調的穩壓電源，最大電流可達10A，該電路用了具有溫度補償特性的，高精度的標準電壓源積體電路TL431，使穩壓精度更高，如果沒有特殊要求，基本能滿足正常維修使用，電路見下圖。

　　  

　

　　其工作原理分兩部分，第一部分是一路固定的5V1.5A穩壓電源電路。第二部分是另一路由3至15V連續可調的高精度大電流穩壓電路。第一 路的電路非常簡單，由變壓器次級8V交流電壓通過矽橋QL1整流後的直流電壓經C1電解電容濾波後，再由5V三端穩壓塊LM7805不用作任何調整就可在 輸出端產生固定的5V1A穩壓電源，這個電源在檢修電腦板時完全可以當作內部電源使用。第二部分與普通串聯型穩壓電源基本相同，所不同的是使用了具有溫度 補償特性的，高精度的標準電壓源積體電路TL431，所以使電路簡化，成本降低，而穩壓性能卻很高。圖中電阻R4，穩壓管TL431，電位器R3組成一個 連續可調得恒壓源，為BG2基極提供基準電壓，穩壓管TL431的穩壓值連續可調，這個穩壓值決定了穩壓電源的最大輸出電壓，如果你想把可調電壓範圍擴 大，可以改變R4 和R3的電阻值，當然變壓器的次級電壓也要提高。變壓器的功率可根據輸出電流靈活掌握，次級電壓15V左右。橋式整流用的整流管QL用15-20A矽橋， 結構緊湊，中間有固定螺絲，可以直接固定在機殼的鋁板上，有利散熱。調整管用的是大電流NPN型金屬殼矽管，由於它的發熱量很大，如果機箱允許，儘量購買 大的散熱片，擴大散熱面積，如果不需要大電流，也可以換用功率小一點的矽管，這樣可以做的體積小一些。濾波用50V4700uF電解電容C5和C7分別用 三隻並聯，使大電流輸出更穩定，另外這個電容要買體積相對大一點的，那些體積較小的同樣標注50V4700uF儘量不用，當遇到電壓波動頻繁，或長時間不 用，容易失效。最後再說一下電源變壓器，如果沒有能力自己繞制，有買不到現成的，可以買一塊現成的200W以上的開關電源代替變壓器，這樣穩壓性能還可進 一步提高，製作成本卻差不太多，其他電子元件無特殊要求，安裝完成後不用太大調整就可正常工作。

　　二、開關電源

　　1、PWM開關電源集成控制IC-UC3842工作原理

　　UC3842工作原理

　　下圖為UC3842 內部框圖和引腳圖，UC3842 採用固定工作頻率脈衝寬度可控調製方式，共有8 個引腳，各腳功能如下：①腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用於改善誤差放大器的增益和頻率特性;②腳是回饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端 的2.5V 基準電壓進行比較，產生誤差電壓，從而控制脈衝寬度;③腳為電流檢測輸入端， 當檢測電壓超過1V時縮小脈衝寬度使電源處於間歇工作狀態;④腳為定時端，內部振盪器的工作頻率由外接的阻容時間常數決 定，f=1.8/(RT×CT);⑤腳為公共地端;⑥腳為推挽輸出端，內部為圖騰柱式，上升、下降時間僅為50ns 驅動能力為±1A ;⑦腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，晶片功耗為15mW;⑧腳為5V 基準電壓輸出端，有50mA 的負載能力。

　　  

　

　　UC3842 內部原理框圖

　　UC3842是一種性能優異、應用廣泛、結構較簡單的PWM開關電源集成控制器，由於它只有一個輸出端，所以主要用於音端控制的開關電源。

　　UC3842 7腳為電壓輸入端，其啟動電壓範圍為16-34V。在電源啟動時，VCC﹤16V，輸入電壓施密物比較器輸出為0，此時無基準電壓產生，電路不工作;當 Vcc﹥16V時輸入電壓施密特比較器送出高電平到5V蕨穩壓器，產生5V基準電壓，此電壓一方面供銷內部電路工作，另一方面通過⑧腳向外部提供參考電 壓。一旦施密特比較器翻轉為高電平(晶片開始工作以後)，Vcc可以在10V-34V範圍內變化而不影響電路的工作狀態。當Vcc低於10V時，施密特比 較器又翻轉為低電平，電路停止工作。

　　當基準穩壓源有5V基準電壓輸出時，基準電壓檢測邏輯比較器即達出高電平信號到輸出電路。同時，振盪器將根據④腳外接Rt、Ct參數產生 f=/Rt.Ct的振盪信號，此信號一路直接加到圖騰柱電路的輸入端，另一路加到PWM脈寬市制RS觸發器的置位端，RS型PWN脈寬調製器的R端接電流 檢測比較器輸出端。R端為占空調節控制端，當R電壓上升時，Q端脈衝加寬，同時⑥腳送出脈寬也加寬(占空比增多);當R端電壓下降時，Q端脈衝變窄，同時 ⑥腳送出脈寬也變變窄(占空比減小)。UC3842各點時序如圖所示，只有當E點為高電平時才有信號輸出 ，並且a、b點全為高電平時，d點才送出高電平，c點送出低電平，否則d點送出低電平，c點送出高電平。②腳一般接輸出電壓取樣信號，也稱回饋信號。當② 腳電壓上升時，①腳電壓將下降，R端電壓亦隨之下降，於是⑥腳脈衝變窄;反之，⑥腳脈衝變寬。③腳為電流傳感端，通常在功率管的源極或發射極串入一小阻值 取樣電阻，將流過開關管的電流轉為電壓，並將此電壓引入境腳。當負載短路或其他原因引起功率管電流增加，並使取樣電阻上的電壓超過1V時，⑥腳就停止脈衝 輸出，這樣就可以有效的保護功率管不受損壞。

　　  

　

　　2、TOP224P構成的12V、20W開關直流穩壓電源電路

　　由TOP224P構成的 12V、20W開關直流穩壓電源電路如圖所示。電路中使用兩片積體電路：TOP224P 型三端單片開關電源(IC1)，PC817A型線性光耦合器 (IC2)。交流電源經過UR和Cl整流濾波後產生直流高壓Ui，給高頻變壓器T的一次繞組供電。VDz1和VD1能將漏感產生的尖峰電壓鉗位元到安全值， 並能衰減振鈴電壓。VDz1採用反向擊穿電壓為200V的P6KE200型瞬態電壓抑制器，VDl選用1A/600V的UF4005型超快恢復二極體。二 次繞組電壓通過V砬、C2、Ll和C3整流濾波，獲得12V輸出電壓Uo。Uo值是由VDz2穩定電壓Uz2、光耦中LED的正向壓降UF、R1上的壓降 這三者之和來設定的。改變高頻變壓器的匝數比和VDz2的穩壓值，還可獲得其他輸出電壓值。R2和VDz2五還為12V輸出提供一個假負載，用以提高輕載 時的負載調整率。回饋繞組電壓經VD3和C4整流濾波後，供給TOP224P所需偏壓。由R2和VDz2來調節控制端電流，通過改變輸出占空比達到穩壓目 的。共模扼流圈L2能減小由一次繞組接D端的高壓開關波形所產生的共模洩漏電流。C7為保護電容，用於濾掉由一次、二次繞組耦合電容引起的干擾。C6可減 小由一次繞組電流的基波與諧波所產生的差模洩漏電流。C5不僅能濾除加在控制端上的尖峰電流，而且決定自啟動頻率，它還與R1、R3一起對控制回路進行補 償。

　　  

　

　　本電源主要技術指標如下：

　　交流輸人電壓範圍：u=85～265V;

　　輸入電網頻率：fLl=47～440Hz;

　　輸出電壓(Io=1.67A)：Uo=12V;

　　最大輸出電流：IOM=1.67A;

　　連續輸出功率：Po=20W(TA=25℃，或15W(TA=50℃);

　　電壓調整率：η=78%;

　　輸出紋波電壓的最大值：±60mV;

　　工作溫度範圍：TA=0～50℃。