場(chǎng)效應(yīng)管穩(wěn)壓電路-穩(wěn)壓電源，電路圖詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2020-10-09
場(chǎng)效應(yīng)管穩(wěn)壓電路，圖所示的是采用功率場(chǎng)效應(yīng)管組成的簡(jiǎn)易穩(wěn)壓電源電路。穩(wěn)壓二極管VD1及RP1組成一可調(diào)恒壓源，向VT3提供參考電壓，VT2、VT3組成比較放大器，VT1為調(diào)整管。該電路的輸出電壓可在1.5~15V范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，輸出電流可達(dá)1A。
場(chǎng)效應(yīng)管穩(wěn)壓電路，本例介紹的開(kāi)關(guān)直流穩(wěn)壓電源電路，能提供3～15V直流電壓，最大電流為150mA，可滿足小型電子設(shè)備的供電需要。
該開(kāi)關(guān)直流穩(wěn)壓電源電路由整流濾波電路、開(kāi)關(guān)控制電路和穩(wěn)壓電路組成，如圖1-14所示。
整流濾波電路由整流橋堆UR、整流二極管VD1、VD2和濾波電容C1、C3組成；開(kāi)關(guān)控制電路由電阻R2、R4、穩(wěn)壓二極管VS1和場(chǎng)效應(yīng)晶體管VF組成；穩(wěn)壓電路由電阻R1、R3、R5、穩(wěn)壓二極管VS2、晶體管V、二極管VD3、濾波電容C2和三端穩(wěn)壓集成電路IC1、IC2組成。交流220V電壓經(jīng)UR整流、C3濾波后，一路經(jīng)VD1、R2加至VF的漏極，另一路經(jīng)VD2、R4加至VF的柵極，使VF導(dǎo)通。
剛接通電源時(shí)，RP中心抽頭上的電壓較低，VD3和V均處于截止?fàn)顟B(tài)，VF源極的輸出電壓開(kāi)始對(duì)C2快速充電。當(dāng)RP中心抽頭上的電壓升至一定值時(shí)，VD3和V均導(dǎo)通，使VF截止，停止對(duì)C2充電。調(diào)節(jié)RP的阻值，即可改變C2的充電時(shí)間，從而調(diào)節(jié)輸出電壓的高低。當(dāng)需要穩(wěn)定的+9V電壓和+12V電壓時(shí)，可將C2兩端電壓調(diào)至15V，該電壓經(jīng)IC1和IC2穩(wěn)壓后，即可產(chǎn)生+9V和+12V電壓。該開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路無(wú)隔離措施，底板帶電，使用時(shí)應(yīng)注意安全。
場(chǎng)效應(yīng)管具有開(kāi)關(guān)特性，所以經(jīng)常被用到開(kāi)關(guān)電路中。如圖所示的場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路：
圖示的是一個(gè)最簡(jiǎn)單的場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)電路，輸入電壓是U1，輸出電壓是UO。當(dāng)U1較小時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管是截止的，UO=UOH=VDD;當(dāng)U1較大時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管是導(dǎo)通的。
上圖中的SI2305就是P溝道MOS管。下面介紹一下電源開(kāi)機(jī)電路的工作原理。
電池的正極通過(guò)開(kāi)關(guān)S1接到場(chǎng)效應(yīng)管Q1的2腳源極，所以它的1腳柵極通過(guò)R20電阻得到一個(gè)正電位，由于Q1是一個(gè)P溝道MOS管，所以場(chǎng)效應(yīng)管是截止?fàn)顟B(tài)，電壓不能繼續(xù)通過(guò)，3V穩(wěn)壓IC輸入腳得不到電壓所以就不能工作，此時(shí)是關(guān)機(jī)狀態(tài)。
當(dāng)按下SW1開(kāi)機(jī)按鍵時(shí)，電源的正極通過(guò)按鍵、R11、R23、D4接到三極管Q2的基極，此時(shí)三極管Q2的基極得到一個(gè)正電位，三極管Q2導(dǎo)通，由于三極管的發(fā)射極直接接地，三極管Q2導(dǎo)通就相當(dāng)于Q1的柵極直接接地，導(dǎo)致Q1的柵極就從高電位變?yōu)榈碗娢唬琎1導(dǎo)通，電流通過(guò)Q1流到3V穩(wěn)壓IC的輸入腳，3V穩(wěn)壓IC就是那個(gè)U1輸出3V的工作電壓Vcc供給主控。
主控通過(guò)復(fù)位清零，讀取固件程序檢測(cè)等一系列動(dòng)作，輸出一個(gè)控制電壓到PWR_ON到Q2的基極，保持Q2一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，Q1就能源源不斷的給3v穩(wěn)壓IC提供工作電壓，這時(shí)電源處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)。SW1還同時(shí)通過(guò)R11、R30兩個(gè)電阻的分壓，給主控PLAYON腳送去時(shí)間長(zhǎng)短、次數(shù)不同的控制信號(hào)，主控通過(guò)固件鑒別是播放、暫停、開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)而輸出不同的結(jié)果給相應(yīng)的控制點(diǎn)，以達(dá)到不同的工作狀態(tài)。
場(chǎng)效應(yīng)管穩(wěn)壓電路，這里介紹用一只V-MOS功率場(chǎng)效應(yīng)管作調(diào)整管的穩(wěn)壓電源。直流輸出電壓可在1.25V~12V連續(xù)可調(diào)，輸出電流為50mA（須裝10平方厘米散熱器）時(shí)，電壓波動(dòng)不超過(guò)0.3%，適合各類小電器使用。
電流原理
下圖是該穩(wěn)壓器的原理圖，其原理和普通串聯(lián)型穩(wěn)壓器上午電源基本相同，不同的是使用了場(chǎng)效應(yīng)作調(diào)整管，因不需大電流推動(dòng)，所以使電路簡(jiǎn)化，成本降低，而穩(wěn)壓性能卻有所提高。圖中電阻R1、RP、VD5、LED組成連續(xù)可調(diào)恒壓源，為VT3基極提供基準(zhǔn)電壓。R1為限流電阻;RP為4.7K帶開(kāi)關(guān)電位器，VD5為9~10.5V穩(wěn)壓管;VD6為紅色發(fā)光管;VD5與VD6的串聯(lián)穩(wěn)壓值決定了穩(wěn)壓電源的最大輸出電壓;VD6還兼作電源指示和負(fù)載電流大小指示，一管多用，穩(wěn)壓電源工作電流越大時(shí)，發(fā)光管越暗。
圖功率場(chǎng)效應(yīng)管作調(diào)整管的穩(wěn)壓電源電路圖元件選擇與制作功率場(chǎng)效應(yīng)管可選用V40AT等塑封管;T選用輸出電壓15V左右的變壓器;其它元件圖中已注明。
直流小信號(hào)調(diào)制電路在儀表中經(jīng)常遇到直流信號(hào)放大的問(wèn)題，一般采用大閉環(huán)負(fù)反饋和將直流信號(hào)調(diào)制成交流信號(hào)再進(jìn)行交流放大的方法，如圖一所示，這種方法可以克服溫度漂移和提高線性精度，并能獲得高放大倍數(shù)。圖二是具體電路。
圖二中，VT1、VT2工作在可變電阻區(qū)，D1、D2是防止柵壓為正，這樣可以消除調(diào)制噪音。3kΩ電阻和50μF電容為輸入濾波用。用頻率為1000HZ、幅值為7V的方波電壓U1、U2作為驅(qū)動(dòng)電壓，此兩電壓形狀相同，相位相反，經(jīng)
VD1、VD2削去正半波后分別加在VT1、VT2的刪極，使VT1、VT2輪流導(dǎo)通、夾斷，就好像并串聯(lián)的單刀雙擲開(kāi)關(guān)一樣，VT1導(dǎo)通時(shí)VT2夾斷，輸入電壓U入向0.1μF電容充電；VT2導(dǎo)通時(shí)VT1夾斷，0.1μF電容通過(guò)VT2向R放電，而R上有反饋電壓U反，正好與放電電流方向相反，故達(dá)到U入與U反相減的目的。
可以看出，經(jīng)0.1μF電容輸出的調(diào)制電壓U調(diào)為頻率與U1、U2頻率相同的交變電壓。這種調(diào)制電路比絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管調(diào)制電路焊接調(diào)整方便，工作可靠，比晶體管調(diào)制電路噪音小、漂移小、調(diào)整簡(jiǎn)單。注意R值不可太大，一般應(yīng)在100kΩ以內(nèi)。
一般用穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的電路如圖a所示，R為限流電阻，現(xiàn)用一只結(jié)場(chǎng)型場(chǎng)效應(yīng)管代替，如圖b所示。它是零柵壓工作，由場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性曲線可知，當(dāng)UDS下降時(shí)IDS變化并不多，因此，仍能保證穩(wěn)壓管的工作電流不變，所以穩(wěn)壓精度提高，另外，采用場(chǎng)效應(yīng)管后，它允許電源變動(dòng)范圍也比采用限流電阻的穩(wěn)壓電路大得多。
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