初见线性集成电源

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时间为一九九四年,地点胜利油田某电器厂,自控箱生产车间。人物,做为人物报道写作者的一名电器厂员工,姓名新电工。

那时抽油机配电柜中,应用的一个核心部件,即多功能电机保护器,具有断相、过载与短路保护功能。内部电路芯片厂家为保密故,一律擦去了型号。一天,新电工拆开电机保护器,想一探电路究竟。根据以往的习惯,先看电源供电部分看起。顺序为供电变压器、全波整流与滤波,然后是一个黑方块的三端元件U1。在新电工有限的线性稳压电源的知识存储中,尚未有集成电源这个概念。线性稳压电源不外乎如图1所示的结构。往往由电源调整管T1、稳压控制电路T2、Dz等构成。输出采样电压进入T2的基极,与射极由R3、Dz形成的稳定基准电压相比较,从而引发T2的Ub、Ib、Ic变化,进而控制T1(实际应用中,多为两管复合放大器形式,以提高功率输出能力)的Ib/Ic变化,实现稳压的自动控制。改变R1、RP1、R2或Dz的稳压值,可以改变稳压输出范围。新电工就曾依据该电路形式,将RP1电阻值加大,将Dz用单只二极管取代 (即0.7V稳压管),自己制作过一个2V至24V可调输出的稳压电源,作为电路检修之用。

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图1 由分立元件构成的线性稳压电源的典型电路

因而此时他脑海中产生的第一个问号即是,U1是一个电源调整管吗?如果是,在其基极,应该有稳压调整电路,找不到。再细看,U1的中间引脚是接电源地的,左端引脚输入的18V整流滤波电压,而右端引脚就接到电路芯片的供电端了。

当时同车间有也有一名电子爱好者,这位老哥肯定地说:就是一个三极管嘛,没什么疑问的。

新电工沉吟了一下,不像是,莫非是集成稳压电源,如果将图1电路中V1的集电极、电源地和+12V输出端全部集成于一个模块里面,可不活脱脱就是一个三端稳压电源嘛。给电机保护器能上电,进一步验证了新电工的猜想:该器件输入非稳定DC18V,输出稳定的12V,是一个12V稳压集成电源。

但这到底是个什么器件呢?当时也不知道有网络的存在,也没有上网的手段,甚至书本资料都很难查到。但新电工坚信,新型集成线性稳压电源已经问世,并逐渐得到普及性应用了。不久以后,新电工在某本电子杂志上,得知该器件为78XX系列的集成稳压电源(7812),其内部电路构成如图二所示。内含启动电路、基准电压源电路、误差放大器、电压调整电路、过流/过热/过压保护电路等。初见线性集成电源

图2 7812内部电路构成

与图1电路相比,都为串联线性稳压电源,但集成稳压器,在稳压精度和保护性能上,更为优越, 而且占用线路板空间小,在2000年以前的各类电子设备中,得到了广泛应用。

事有凑巧,过了些日子,应油田某单位之邀,现场检修电子设备,检查故障为供电电源异常,该设备的电源供电为DC24V,从线路板上看到黑方块的三端元件(集成线性稳压电源)时,心中清楚,知道是7824集成稳压电源了。电路模块严重发烫,输出电压严重跌落,排除负载电路无短路现象,判断为7824损坏。

当时在当地,要想淘摸到7824真是相当的困难,远赴外地购买,时间上不被允许。单位领导要求最好能当天修复,否则影响生产运行会造成较大的经济损失。我捡看手头配件,能用得上的,只有2片从报废电机保护器上拆下的7812稳压块,如何完成修复任务呢?嗨,这时候,我的维修经验起了关键作用。脑海中忽然转了一个念头:将两只击穿电压值为12V的稳压二极管串联,可以代替24V稳压二极管,用现场/手头现有的两只7812,可否代换7824呢?有了这个思路,又往深处思考了一下,7812的中间接地端,可以看作0V基准端,若将该端事先垫起12V,那么基准和输出端在仍旧保持12V的情况下,则输出电压就变为24V了。当时对集成稳压器的性能还是太了解,方案能否可行,心中无底,但决定试一下。也是能快速现场快速解决问题的唯一方法了——手头只有两片7812的配件资源。

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图3 用两片7812代替7824的稳压电源

现场将电路搭完一试,嘿,居然成了!单位领导看到很快解决了问题,也很是高兴,非得招待一顿才让走。今天想起来,很简单的一个事儿,就是一个脑筋急转弯儿,没别的。哈哈。

其实像这个故障,还有好多别的解决的法儿,比如手头有一只中功率晶体管,再加一只24V稳压管,也能方便地搭出24V稳压电源来。当然最好是有条件,能换用原型号配件进行修复。

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