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本文主要介紹了單電源轉(zhuǎn)雙電源電路圖大全(跟隨器/振蕩器/時基電路555無穩(wěn)態(tài)電路)。單電源供電回路中獲得正負(fù)電源的特殊方圖1所示極性變換電路的核心器件為普通的非門。由于輸入端與輸出端被短接在一起,故非門的輸出電壓與輸入電壓相等(Vi=VO);這樣,非門被強(qiáng)制工作在轉(zhuǎn)移特性曲線的中心點處,因此輸出電壓被限定為門電路的閾值電平,其大小等于電源電壓的一半,如果我們將非門的輸出端作為直流接地端,就可以把電源電壓VCC轉(zhuǎn)換為±VCC/2的雙電源電壓。
單電源供電回路中獲得正負(fù)電源的特殊方圖1所示極性變換電路的核心器件為普通的非門。由于輸入端與輸出端被短接在一起,故非門的輸出電壓與輸入電壓相等(Vi=VO);這樣,非門被強(qiáng)制工作在轉(zhuǎn)移特性曲線的中心點處,因此輸出電壓被限定為門電路的閾值電平,其大小等于電源電壓的一半,如果我們將非門的輸出端作為直流接地端,就可以把電源電壓VCC轉(zhuǎn)換為VCC/2的雙電源電壓;此時的非門起到了一個存儲電流的穩(wěn)壓器的作用,電路的輸出較低、因而輸出電壓也比較穩(wěn)定。
圖中的非門可以選用74HC00或CD4069等普通門電路,考慮到CMOS非門驅(qū)動負(fù)載的能力有限,因此最好將幾個非門并聯(lián)使用以提高其有效輸出電流,圖中的電容C1、C2起退耦作用,容量可適當(dāng)?shù)厝〈笠恍?/p>
圖2所示電路中的運(yùn)放同相輸入端接有對稱的電阻分壓器,而運(yùn)放本身接為電壓跟隨器的形式;根據(jù)運(yùn)放線性工作的特點不難看出:運(yùn)放輸出端與分壓點間的電位嚴(yán)格相等。由于運(yùn)放的輸出端作接地處理,因此運(yùn)放的供電電源VCC就被相應(yīng)地分隔成了兩組對稱的正、負(fù)電源VCC/2。
當(dāng)運(yùn)放的輸出電流無法滿足實際需求時,不能象門電路那樣簡單地并聯(lián)使用;這時可以將通用型小功率運(yùn)放換為輸出電流較大的功放類運(yùn)放器件,例如常見的TDA2030A。與圖1類似,C1、C2同為退耦電容、加載運(yùn)放同相輸出端的電容C3起到了干擾及濾波的作用對于大多數(shù)的OTL功放類器件而言,其內(nèi)部一般都設(shè)置了對稱的偏置電路結(jié)構(gòu),這就使其輸出端的直流電位近似為電源電壓的一半;根據(jù)上述原理,我們完全可以利用集成功放將單電源轉(zhuǎn)換成為大小相等的雙極性正、負(fù)電源,具體電路如圖3所示。
事實上,由于內(nèi)容參數(shù)的離散性以及自舉電路結(jié)構(gòu)的影響,集成功放輸出端的電壓并不是絕對的VCC/2,從而造成正、負(fù)輸出電壓不平衡的現(xiàn)象。對此我們需要將一只10-100k的電位器在正負(fù)電源之間,并把LM386第③腳輸入端接到電位器的中間抽頭,而第②腳保持懸空。對電路進(jìn)行上述改進(jìn)后,通過調(diào)節(jié)功放的直流輸入電平,就可以在芯片的輸出端得到大小非常緊接的正負(fù)電壓值了。
圖1是最簡單轉(zhuǎn)換電路。其缺點是r1、r2選擇的阻值小時,電路自身消耗功率大:阻值較大時帶負(fù)載能力又太弱。這種電路實用性不強(qiáng)。
將圖1中兩個電阻換為兩個大電容就成了圖2所示的電路。這種電路功耗降為零,適用于正負(fù)電源的負(fù)載相等或近似相等的情況。
圖3電路是在圖l基礎(chǔ)上增加兩個三極管,加強(qiáng)了電路的帶負(fù)載能力,其輸出電流的大小取決于bg1和bg2的最大集電極電流icm。通過反饋回路可使兩路負(fù)載不相同時也能保持正負(fù)電源基本對稱。例如由負(fù)載不等引起ub下降時,由于ua不變(r1,r2分壓供給一恒定ua),使bgl導(dǎo)通,bg2截止,使rl2流過一部分bgl的電流,進(jìn)而導(dǎo)致ub上升。當(dāng)rl1、rl2相等時bg1、bg2均處于截止?fàn)顟B(tài)。r1和r2可取得較大。
圖4的電路又對圖3電路進(jìn)行了改進(jìn)。增加的兩個偏置二極管使二個三極管偏離了死區(qū),加強(qiáng)了反饋作用,使得雙電源有較好的對稱性和穩(wěn)定性。d1、d2也可用幾十至幾百歐的電阻代替。
圖5的電路比圖4的電路有更好的對稱性與穩(wěn)定性。它用一個穩(wěn)壓管和一個三極管代換了圖4中的r2,使反饋作用進(jìn)一步加強(qiáng)。
圖6電路中,將運(yùn)放接成電壓跟隨器,輸出電流取決于運(yùn)放的負(fù)載能力。如需較大的輸出功率,可采用開環(huán)增益提高的功放集成塊,例如tda2030等。這種電路簡單,但性能較前面電路都好。
與前不同的是,圖7電路具有升壓能力,它能將ec轉(zhuǎn)換為ec。其原理是ne555,時基電路接成無穩(wěn)態(tài)電路,它的3腳輸出占空比為1:1,頻率為20khz的方波,高電平時給c4充電,使之端電壓為ecl低電平時電源ec給c3充電,使之端電壓亦為ec。由于d1,d2使c3、c4兩端只能充電而不能放電,所以將b點接地時就能得到ec的雙電源。如果將b點懸空、c點接地,在a點就能得到2ec的電壓。本電路還有一定的帶負(fù)載能力,最大輸出電流為50ma。
圖中所示是一個單電源變升壓的正、負(fù)二組電源的線路,在TTL系統(tǒng)中,有時需用運(yùn)算放大器,但運(yùn)算放大器一般都要求正、負(fù)二組15V的電源電壓,用555就可從5V輸入電源電壓得到正、負(fù)15V的雙極性電源。
圖中555接成100kHz振蕩頻率的振蕩器,輸出脈沖的占空比約為70%,其輸出用一個晶體三極管推動一個變壓器,利用晶體三極管截止時變壓器初級線圈的反相電動勢,得到一個大約20V的電壓,經(jīng)過整流濾波及穩(wěn)壓管鉗位,得到正15V電壓;同時,在變壓器次級得到一個負(fù)15V的電壓。
如下圖電路中,時基電路555接成無穩(wěn)態(tài)電路,3腳輸出頻率為20KHz、占空比為1:1的方波。3腳為高電平時,C4被充電;低電平時,C3被充電。由于 VD1、VD2的存在,C3、C4在電路中只充電不放電,充電最大值為EC,將B端接地,在A、C兩端就得到+/-EC的雙電源。本電路輸出電流超過 50mA。
TDA1521是一款雙聲道音頻功率放大集成電路,9腳單列直插式封裝,輸出功率215w。性能穩(wěn)定,音質(zhì)也不錯,在音響應(yīng)用中較為常見。 TDA1521可以在單電源或雙電源模式下工作,工作電源電壓范圍15V~40V(7.5 -- 20V),以下是TDA1521單電源接法和雙電源接法的電路圖:
在條件許可的情況下,采用雙電源工作模式,這樣可以去掉駁接揚(yáng)聲器的輸出耦合電容(OCL電路),改善頻率響應(yīng)。