本人用集成运放μVA741做比较控制元件,设计制作了两种开关直流稳压电源,应用于黑白电视(12伏)和小型电视差转机(24伏)中。现主要以黑白电视电源为例,介绍其电路原理、设计要点和主要优缺点。

电路原理:12伏开关直流电源的电路示于图1。该电路用集成运放μA741、VD1和R代替了原黑白电视机电源的比较电路。将串联型改为开关型直流稳压电源。其主要特点是,集成运放μA741的2脚接电源输出端;3脚接12伏稳压电路VD1上端,以12伏为基准电压;6脚接到复合开关管基极(原电路的复合调整管);4脚接地,7脚接整流器输出(约19伏)。其工作原理是:当输出电压比基准电压12伏低2毫状时(因μA741的反应灵敏度是2毫伏),反应到μA741的反相端2脚,使μA741的6脚输出高电压,控制VT1、VT2导通,以大电流给负载及有关滤波电容C2、C3等补充电能,很快使输出电压升到12伏,即μA741的2、3脚电位相等。则其6脚输出低电压(约2伏),VT2、VT1关闭,暂停补充电能。随时间的增长,输出电压逐渐下降,则又重复上述过程,周而复始,电源持续处于开关状态,并使输出电压始终稳定在12伏。
这种用集成运放μA741控制的开关直流稳压电源具有简单、价廉、高效、波纹值低和动态范围大等优点。
串联直流稳压电源,因调整管两端正常压降为7伏(19伏—12伏),通过电流约为1安,调整管功耗约7瓦。这个开关型电源的开关管功耗约1瓦,所以效率高。同时,也降低了整机温升和热损(串联型电源散热片很烫手,而开关型则不热)。
串联型稳压电源当市电电压降为170伏时,黑白电视机不能正常工作。而该开关型在市电降至150伏时仍能正常工作。如果把VT1发射极连线断开,将图2电路的a点接到VT1发射极,b点接至断开线的另一点上,电源变压器次级再增绕线圈,使次级电压提高5伏,则开关稳压器在市电电压130-240伏范围仍能正常工作。电感L的作用,主要是在提升电压后限流降压,保护开关管。另外,在开关管关闭时,L产生相反极性电势。通过图2的VD给C2充电,可延长开关管的关闭时间,进而提高了电源的效率。

L用晶体管收音机功放输入或输出变压器铁芯,用Ф0.7左右的漆包线绕满即可,VD用最大导通电流3安的快速恢复二极管(没有时可用晶体二极管IN5404等代之)。这样,对电压不稳定,特别是市电偏低的地区更为适用。串联型稳压电源如为满足低电压收视将变压器次级电压提高,则在电源电压正常时,就会把调整管烧坏。
VT1的最大安全导通电流I\(_{CM1}\)应大于额定平均工作电流2倍,耐压Vceo大于整流器最大输出电压0.5倍,放大倍数βl>15,适当选大些为宜。VT2的耐压V\(_{ceo}\)与VT1一样,最大安全导通电流ICM2≥I\(_{CM1}\)/β1,放大倍数β2≥5ICM1/β\(_{1}\)IM741(I\(_{M}\)741为μA741的6脚能够通过的最大电流)。
VD1最好选择反压大于电源输出额定电压,正向工作电流大于电源额定输出电流2倍的快速二极管,也可用普通硅二极管代之。
适当选择R,当整流器输出电压在规定范围变化时,能使VDl工作在额定稳压电流范围的数值。(张星亮)