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場效應管经典电路大集合-六种場效應管电路图及知识深析-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2019-02-25 

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場效應管经典电路

場效應管经典电路,場效應管的应用很广,能够用于调制、放大、阻抗变换、稳流、限流和自动维护等电路中,本文集合了稳压电源、DCDC转换电源、开关电源、充电电路、恒流源、場效應管驱动电路图、場效應管放大电路图的应用实例等相关的经典电路资料。

一、場效應管经典电路-稳压电源

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,並采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:经整流滤波后直流电压由R1提供给调整管的基极,使调整管导通,在V1导通时电压经过RP、R2使V2导通,接着V3也导通,这时V1、V2、 V3的发射极和集电极电压不再变化(其作用完全与稳压管一样)。调节RP,可得到平稳的输出电压,R1、RP、R2与R3比值决定本电路输出的电压值。


元器件选择:变压器T选用80W~100W,输入AC220V,输出双绕组AC28V。FU1选用1A,FU2选用3A~5A。VD1、VD2选用 6A02。RP选用1W左右普通电位器,阻值为250K~330K,C1选用3300μF/35V电解电容,C2、C3选用0.1μF独石电容,C4选用 470μF/35V电解电容。R1选用180~220Ω/0.1W~1W,R2、R4、R5选用10KΩ、1/8W。V1选用2N3055,V2选用 3DG180或2SC3953,V3选用3CG12或3CG80。

場效應管经典电路


2、10A3~15V穩壓可調電源電路圖

無論檢修電腦還是電子制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,高精度的標准電壓源集成電路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。

場效應管经典电路


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産生固定的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,高精度的標准電壓源集成電路TL431,所以使電路簡化,成本降低,而穩壓性能卻很高。

图中电阻R4,稳压管TL431,电位器R3组成一个连续可调得恒压源,为BG2基极提供基准电压,稳压管TL431的稳压值连续可调,这个稳压值决定了稳压电源的最大输出电压,如果你想把可调电压范围扩大,可以改变R4 和R3的电阻值,当然变压器的次级电压也要提高。


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,由于它的發熱量很大,如果機箱允許,盡量購買大的散熱片,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分別用三只並聯,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盡量不用,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,制作成本卻差不太多,其它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、場效應管经典电路-开关电源

1、PWM開關電源集成控制IC-UC3842工作原理


下图为UC3842 内部框图和引脚图,UC3842 采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式,共有8 个引脚,各脚功能如下:

①腳是誤差放大器的輸出端,外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性;


②脚是反馈电压输入端,此脚电压与误差放大器同相端的2.5V 基准电压进行比较,产生误差电压,从而控制脉冲宽度;


③脚为电流检测输入端, 当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态;


④腳爲定時端,內部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時間常數決定,f=1.8/(RT×CT);


⑤腳爲公共地端;


⑥脚为推挽输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns 驱动能力为±1A ;


⑦脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW;⑧脚为5V 基准电压输出端,有50mA 的负载能力。

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UC3842 内部原理框图

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,由于它只有一個輸出端,所以主要用于音端控制的開關電源。

UC3842 7脚为电压输入端,其启动电压范围为16-34V。在电源启动时,VCC﹤16V,输入电压施密物比较器输出为0,此时无基准电压产生,电路不工作;当 Vcc﹥16V时输入电压施密特比较器送出高电平到5V蕨稳压器,产生5V基准电压,此电压一方面供销内部电路工作另一方面通过


⑧腳向外部提供參考電壓。一旦施密特比較器翻轉爲高電平(芯片開始工作以後),Vcc可以在10V-34V範圍內變化而不影響電路的工作狀態。當Vcc低于10V時,施密特比較器又翻轉爲低電平,電路停止工作。

当基准稳压源有5V基准电压输出时,基准电压检测逻辑比较器即达出高电平信号到输出电路。同时,振荡器将根据④脚外接Rt、Ct参数产生 f=/Rt.Ct的振荡信号,此信号一路直接加到图腾柱电路的输入端

另一路加到PWM脉宽市制RS触发器的置位端,RS型PWN脉宽调制器的R端接电流检测比较器输出端。R端为占空调节控制端,当R电压上升时,Q端脉冲加宽,同时⑥脚送出脉宽也加宽(占空比增多);当R端电压下降时,Q端脉冲变窄,同时 ⑥脚送出脉宽也变变窄(占空比减小)。

UC3842各点时序如图所示,只有当E点为高电平时才有信号输出 ,并且a、b点全为高电平时,d点才送出高电平,c点送出低电平,否则d点送出低电平,c点送出高电平。②脚一般接输出电压取样信号,也称反馈信号。当② 脚电压上升时,①脚电压将下降,R端电压亦随之下降,于是⑥脚脉冲变窄;反之,⑥脚脉冲变宽。

③腳爲電流傳感端,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爲電壓,並將此電壓引入境腳。當負載短路或其它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腳就停止脈沖輸出,這樣就可以有效的保護功率管不受損壞。

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2、TOP224P構成的12V、20W開關直流穩壓電源電路

由TOP224P构成的 12V、20W开关直流稳压电源电路如图所示。

电路中使用两片集成电路:TOP224P型三端单片开关电源(IC1),PC817A型线性光耦合器 (IC2)。交流电源经过UR和Cl整流滤波后产生直流高压Ui,给高频变压器T的一次绕组供电。

VDz1和VD1能将漏感产生的尖峰电压钳位到安全值, 并能衰减振铃电压。VDz1采用反向击穿电压为200V的P6KE200型瞬态电压抑制器,VDl选用1A/600V的UF4005型超快恢复二极管。


二 次绕组电压通过V砬、C2、Ll和C3整流滤波,获得12V输出电压Uo。Uo值是由VDz2稳定电压Uz2、光耦中LED的正向压降UF、R1上的压降 这三者之和来设定的。

改变高频变压器的匝数比和VDz2的稳压值,还可获得其他输出电压值。R2和VDz2五还为12V输出提供一个假负载,用以提高轻载 时的负载调整率。反馈绕组电压经VD3和C4整流滤波后,供给TOP224P所需偏压。由R2和VDz2来调节控制端电流,通过改变输出占空比达到稳压目的。


共模扼流圈L2能减小由一次绕组接D端的高压开关波形所产生的共模泄漏电流。C7为保护电容,用于滤掉由一次、二次绕组耦合电容引起的干扰。C6可减 小由一次绕组电流的基波与谐波所产生的差模泄漏电流。C5不仅能滤除加在控制端上的尖峰电流,而且决定自启动频率,它还与R1、R3一起对控制回路进行补偿。

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三、場效應管经典电路-DC-DC电源

1、3V轉+5V、+12V的電路圖

由電池供電的便攜式電子産品一般都采用低電源電壓,這樣可減少電池數量,達到減小産品尺寸及重量的目的,故一般常用3~5V作爲工作電壓,爲保證電路工作的穩定性及精度,要求采用穩壓電源供電。

若電路采用5V工作電壓,但另需一個較高的工作電壓,這往往使設計者爲難。本文介紹一種采用兩塊升壓模塊組成的電路可解決這一難題,並且只要兩節電池供電。

該電路的特點是外圍元件少、尺寸小、重量輕、輸出+5V、+12V都是穩定的,滿足便攜式電子産品的要求。+5V電源可輸出60mA,+12V電源最大輸出電流爲5mA。

場效應管经典电路


该电路如上图所示。它由AH805升压模块及FP106升压模块组成。AH805是一种输入1.2~3V,输出5V的升压模块,在3V供电时可输出 100mA电流。FP106是贴片式升压模块,输入4~6V,输出固定电压为29±1V,输出电流可达40mA,AH805及FP106都是一个电平控制的关闭电源控制端。


兩節1.5V堿性電池輸出的3V電壓輸入AH805,AH805輸出+5V電壓,其一路作5V輸出,另一路輸入FP106使其産生28~30V電壓,經穩壓管穩壓後輸出+12V電壓。

从图中可以看出,只要改变稳压管的稳压值,即可获得不同的输出电压,使用十分灵活。FP106的第⑤脚为控制电源关闭端,在关闭电源时,耗电几乎为零,当第⑤脚加高电平》2.5V时,电源导通;当第⑤脚加低电平<0.4V时,电源被关闭。可以用电路来控制或手动控制,若不需控制时,第⑤脚与第 ⑧脚连接。


2、用MC34063做3.6V電轉9V電路圖

工作狀態:

1、無負載:輸入:3.65V、18uA(相當600mAH的電池待機三年多)

2、有負載:輸出:9.88V、50.2mA,輸入:3.65V、186.7mA,效率爲72%


工作原理:

无负载时,IC的 6脚没有电,停止工作,输入端3.65V工作电流只有18uA(相当600mAH的电池待机三年多)!

當有負載時(Q1有Ieb電流)8550的EC極導通,IC得電工作。IC是否工作是由是否有負載決定的,就相當一個電池。用IC做電壓轉換效率高,輸出穩定!

這個電路加點改進,增加功率可以做“不需開關的4.2V轉5V移動電源”。可以用個電池盒做手機的後備電源!

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四、場效應管经典电路-充电电路

1、lm358堿性電池充電器電路圖

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2、2.75W中功率USB充電器電路圖

该设计采用了Power Integrations的LinkSwitch系列产品LNK613DG。这种设计非常适合手机或类似的USB充电器应用,包括手机电池充电器、USB 充电器或任何有恒压/恒流特性要求的应用。


在电路中,二极管D1至 D4对AC输入进行整流,电容C1和C2对DC进行滤波。L1、C1和C2组成一个π型滤波器,对差模传导EMI噪声进行衰减。这些与Power Integrations的变压器E-sheild?技术相结合,使本设计能以充足的裕量轻松满足EN55022 B级传导EMI要求,且无需Y电容。防火、可熔、绕线式电阻RF1提供严重故障保护,并可限制启动期间产生的浪涌电流。

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图1显示U1通过可选偏置电源实现供电,这样可以将空载功耗降低到40 mW以下。旁路电容C4的值决定电缆压降补偿的数量。1μF的值对应于对一条0.3 Ω、24 AWG USB输出电缆的补偿。(10 μF电容对0.49 Ω、26 AWG USB输出电缆进行补偿。)

在恒壓階段,輸出電壓通過開關控制進行調節。輸出電壓通過跳過開關周期得以維持。通過調整使能與禁止周期的比例,可以維持穩壓。這也可以使轉換器的效率在整個負載範圍內得到優化。輕載(涓流充電)條件下,還會降低電流限流點以減小變壓器磁通密度,進而降低音頻噪音和開關損耗。隨著負載電流的增大,電流限流點也將升高,跳過的周期也越來越少。


五、場效應管经典电路-恒流源

1、淺談如何設計三線制恒流源驅動電路

恒流源驱动电路负责驱动温度传感器Pt1000,将其感知的随温度变化的电阻信号转换成可测量的电压信号。本系统中,所需恒流源要具有输出电流恒定,温度稳定性好,输出电阻很大,输出电流小于0.5 mA(Pt1000无自热效应的上限),负载一端接地,输出电流极性可改变等特点。


由于温度对集成运放参数影响不如对晶体管或場效應管参数影响显著,由集成运放构成的恒流源具有稳定性更好、恒流性能更高的优点。尤其在负载一端需要接地的场合,获得了广泛应用。所以采用图2所示的双运放恒流源。其中放大器UA1构成加法器,UA2构成跟随器,UA1、UA2均选用低噪声、低失调、高开环增益双极性运算放大器OP07。

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2、開關電源式高耐壓恒流源電路圖

研制仪器需要一个能在0到3兆欧姆电阻上产生1MA电流的恒流源,用UC3845结合12V蓄电池设计了一个,变压器采用彩色电视机高压包,其中L1用漆包线在原高压包磁心上绕24匝,L3借助原来高压包的一个线圈,L2借助高压包的高压部分。L3和LM393构成限压电路,限制输出电压过高,调节R10 可以调节开路输出电压。

場效應管经典电路


六、場效應管放大电路图的应用实例

圖所示是一種雙管袖珍收音機電路,它采用兩只晶體管,這種電路具有較高的靈敏度。

場效應管经典电路


在该場效應管放大电路图,电池作为直流电源通过负载电阻R1为場效應管的漏极提供偏置电压,使其工作在放大状态。由外接天线接收天空中的各种信号,交流信号通过C1进入LC谐振电路。LC谐振电路是由磁棒线圈和电容组成的,谐振电路选频后,将信号经C4耦合至場效應管VT的栅极,与栅极负偏压叠加后加到場效應管的栅极上,使場效應管的漏极电流ID相应变化,并在负载电阻R1上产生压降,经C5隔离直流后输出,在输出端即得到放大了的信号电压。放大后的信号送入晶体管的基极,由晶体管放大后输出较纯净的音频信号送到耳机中。


七、場效應管驱动电路图

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