7.5V､1A恒压/恒流输出式电源适配器特性

恒压/恒流输出式单片电源适配器可简称为恒压/恒流源,它的输出特性如图9-48所示｡其特点是具有两个控制环路:一个是电压控制环,另一个为电流控制环｡当输出电流较小时,电压控制环起作用,具有稳压特性,它相当于恒压源;当输出电流接近或达到额定值时,通过电流控制环使I｡维持恒定,它又变成恒流源｡这种电源特别适用于电池充电器和特种电机驱动器｡下面介绍一种低成本恒压/恒流输出式电源适配器,其电流控制环是由晶体管构成的,电路简单,成本低,易于制作

恒压/恒流源的输出特性

  7.5V､1A恒压/恒流输出式电源适配器的电路如图9-49所示｡它采用一片TP200Y型电源适配器(IC1),并配PC817A型线性光耦合器(IC2)｡85~256V交流输人电压U经过EMI滤波器(L2､C6)､整流桥(BR)和输入滤波电容(C1)得到大约为82~375V的直流高压U1,再通过初级绕组接TOP200Y的漏极｡由VDZ1和VD1构成的漏极钳位保护电路,将高频变压器漏感形成的尖峰电压限定在安全范围之内｡VDZ1采用BZY97-C200型瞬态电压抑制器,其钳位电压Ub=200V｡VD1选用UF4005型超快恢复二极管｡次级电压经过VD2､C2整流､滤波后,再通过L1､C3滤波,获得+7.5V输出电压｡VD2采用3A/70V的肖特基二极管｡反馈绕组的输出电压经过VD3､C4整流､滤波后,得到反馈电压Um(26V),给光敏三极管提供  偏压｡C3为旁路电容,兼作频率补偿电容并决定自动重启频率｡R2为反馈绕组的假负载,空  载时能限制反馈电压UB不致升高

该电源有两个控制环路｡电压控制环是由1N5234B型6.2V稳压管(VDZ2)和光耦合器  PC817A(IC2)构成的｡其作用是当输出电流较小时令电源适配器工作在恒压输出模式下,此时  VDZ2上有电流通过,输出电压由VDZ2的稳压值(UZ2)和光耦中LED的正向压降(UF)所确定｡电流控制环则由晶体管VT1和VT2､电流检测电阻R3､光耦IC2､电阻R4~R7､电容C8构成｡其中,R3专用于检测输出电流值｡VT1采用2N4401型NPN硅管,国产代用型号为3DK4C;VT2则选2N4403型PNP硅管,可用国产3DK9C代换｡R6､R5分别用于设定VT  VT2的集电极电流值Ic､Ie2｡R5还决定电流控制环的直流增益｡C8为频率补偿电容,防止环路产生自激振荡｡在刚通电或自动重新启动时,瞬态峰值电压可使VT1导通,利用R7对其发射结电流进行限制｡R4的作用是将VT1的导通电流经VT2旁路掉,使之不通过R1。电流控制环的启动过程如下:随着I｡的增大,当I｡接近于1A时,UR3↑→VT1导通→Ug↑→VT2导通,由VT2的集电极给光耦提供电流,迫使U｡下降｡由于U｡降低,VDZ2不能被反向击穿,其上也不再有电流通过,因此电压控制环开路,电源适配器就自动转入恒流模式｡C7为安全电容,能滤除由初､次级耦合电容产生的共模干扰｡

  该电源既可工作在7.5V稳压输出状态,又能在1A的受控电流下工作｡当环境温度范围是0℃~50℃时,恒流输出的准确度约为±8%

  该电源的输出电压一输出电流(U｡-I｡)特性如图9-49所示｡由图可见,它具有以下显著特点

  ①当U1=85V或265V时,特性曲线变化很小,这表明输出特性基本不受交流输入电压变化的影响

  ②当I｡<0.90A时,处于恒压区;I｡≈0.98A时位于恒流区,且U｡随着I｡的略微增加而迅速降低

  ③当U｡≤2V时,VT1和VT2已无法给光耦继续提供足够的工作电流,此时电流控制环不起作用,但初级电流仍受TOP200Y的最大极限电流 ILIMIT(max)的限制｡这时,UB6上升,通过VT1和VT2使光耦工作电流迅速减小,强迫TOP200Y进入自动重新启动状态｡这表明,旦电流控制环失控,立即从恒流模式转入自动重启状态,将l｡拉下来,对芯片起保护作用｡