如何使用IC741运算放大器制作可变电源电路

在这篇文章中，我们将学习如何使用IC 741运算放大器制作简单但完全稳定和稳定的可变电源电路。

下面介绍了 741 电源的三个版本：

简单的低电流可调电源

稳定的大电流可变电源

稳定的大电流可变电源，具有短路保护功能。

简单可变 IC 741 电源

下图显示了基于IC 741的简单可变电压电源。这种设计提供了一个稳定的输出，可以在0V至12V范围内进行彻底调节，最大电流范围可达50 mA。

电路工作非常基本。

齐纳二极管ZD通过电阻R1从正线获取电源。齐纳二极管产生12V的固定基准电压，齐纳二极管提供给可调分压器RV1。

分压器输出可在0V至12V范围内完全可调，该分压器施加于运算放大器741的同相输入。

运算放大器的配置类似于单位增益电压跟随器，晶体管Q1以发射极跟随器电流放大器级的形式装配，与其输出串联。

因此，电源电路的输出电压通过RV1跟踪并跟随运算放大器输入端建立的电压，RV1可在0V至12V范围内完全可调。

请记住，此特定 741 电源电路采用 18V 正电源和 9V 负电源。此外，通过使用更高额定值的齐纳二极管和提供更高额定值的非稳压输入电源电压，可以提高本电路的输出电压范围。

同样，通过集成几个更多的功率晶体管来代替现有的晶体管Q1，也可以提高电流规格。

3 V 至 30 V IC 741 电源

下图显示了将741运算放大器用作稳压电源单元的基本基础的方式，该单元可轻松处理3V至30V的输出范围，电流范围高达1A。

在这种配置中，使用齐纳二极管ZD1将741运算放大器的电源稳定在33V。另一个温度稳定、恒定的3V基准电压是通过齐纳二极管ZD2实现的，这适用于IC 741的同相输入。

晶体管Q1、Q2与运算放大器的输出连接，其配置类似于可变增益同相直流放大器。该设置的增益可以通过RV1从单位到x10变化。

这提供了一个输出电压，该输出电压可通过电位器RV1在3V至30V范围内完全可调。IC 741电源产生的输出电压具有使用负反馈环路的完全稳定电压。

过流和短路保护 741 电源

下图说明了在之前的IC 741电源电路中添加过载保护的方式。

在此设计中，我们使用电流检测电阻R7，与稳压器输出串联。

作为关断晶体管的晶体管Q3通过该电阻R7供电，其基极-集电极结能够使输出晶体管级的Q1、Q2基极-发射极结短路。

通常，Q3保持失活状态，并且不会影响电路的功能。然而，一旦电源的输出电流超过1A标记，R7两端产生超过600 mV的电压差，它立即开始偏置晶体管Q3基极，将其打开。

因此，Q3被迫将Q1-Q2输出级的基极-发射极结分流至地。因此，该动作会导致输出电流瞬间降低，从而在连接的环路上产生较大的负反馈。此操作会导致输出电流自动限制在 1A 范围内。

在短路条件下也执行相同的程序，为IC 741电源电路提供完全短路和过载保护。

改进的设计

该电源在许多方面与前一个电源不同。R12、Q1 Z1网络以几乎恒定的电流运行基准齐纳Z2。因此，Z2 对纹波和不受控制的电源变化的影响要小得多。R3 C1（7 HZ低通）滤波器可显著降低齐纳二极管的纹波电压和干扰。输出电压可以使用预设的VR1来改变。

如果需要极其精确的电源，则必须实现精确的基准电压源。温度系数低至10 ppm /摄氏度可用于获得这些结果。在应用这种稳定性时，必须使用高稳定性电阻（TC = 10 ppm / C）和低漂移运算放大器。还必须使用主电源滤波器来防止电源传输噪声（主要是电动机和晶闸管引起的巨响）。这是一个使用无源电感电容器的低通滤波器网络，可降低高频瞬变和爆音。