簡易數(shù)控穩(wěn)壓電源

本文介紹一種適于電子愛好者自制的簡易數(shù)控穩(wěn)壓電源，該電源可以輸出0~31V的電壓，步長為1V(可擴展為0.5V)，輸出電流2A，內(nèi)阻10mΩ以下。該電源用5個撥動開關(guān)代表5位二進制數(shù)，用以選擇輸出電壓為(閉合的開關(guān)所代表的)二進制權(quán)數(shù)之和，電路見附圖。

該穩(wěn)壓電源電路實質(zhì)上是一個功率型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，工作原理參見(電子報)2005年40期第十三版《用運放構(gòu)成的數(shù)模轉(zhuǎn)換器》一文。R2~R6構(gòu)成權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)，TL431構(gòu)成-2.5V基準電壓源，運放TL062構(gòu)成反相加法器，負反饋電阻R13用以確定輸出電壓的大小。復合調(diào)整管用以提供大電流輸出。按圖中數(shù)值，當開關(guān)全部閉合時，代表數(shù)字31，輸出電壓應(yīng)為31V，如果有誤差，可調(diào)整R13。

本電路設(shè)置了較靈敏的保護電路。R8為過流檢測電阻．1A單向可控硅為保護元件。當電流超過2A時，R8兩端的壓降使Q1導通，通過R9觸發(fā)可控硅，調(diào)整管基極接地，電源無輸出。C5和R11為延時電路，其作用是防止電容性負載時的充電電流觸發(fā)可控硅。開關(guān)K2為保護解除開關(guān)兼輸出開關(guān)。當發(fā)生過流保護時，關(guān)閉K2再打開，即可使電源恢復工作，且輸出電壓仍為保護前的數(shù)值。若要停止電源輸出，可閉合K2。

電路性能主要取決于運放和有關(guān)電阻的精度。運放要選擇在+33V和-2.5V電源電壓下能正常工作的，失調(diào)電壓最好在1mV以下，且應(yīng)是場效應(yīng)管輸入型，以減少數(shù)模轉(zhuǎn)換誤差。R2-R6及R13均應(yīng)選擇金屬膜電阻，且應(yīng)精確校準。校準的辦法是，在電路接好后用數(shù)字萬用表測量輸出電壓，然后逐個校準。如接入R2，輸出應(yīng)為16V，接入R3．輸出應(yīng)為8V……。如果開關(guān)全部斷開仍有輸出，可能是調(diào)整管反向電流過大，可換管或減小Rl4。當需要把步長擴展為0.5V時，可按圖中虛線所示增加一個電阻和一個撥動開關(guān)。裝調(diào)好的電源輸出誤差可在10mV以下，內(nèi)阻低至幾毫歐，特別是低壓輸出時仍有極小內(nèi)阻，比用LM317構(gòu)成的電源的性能要好得多。