電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-19 00:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Vdropout=Vce(sat)+Vbe≈~ c） PNP： Vdropout=Vce(sat)≈~ d） PMOS， PMOS＋ NMOS： Vdropout=Io*Ron≈35~350mV 2）靜態(tài)電流，效率：特別是手持，使用電池的設(shè)備。 3）輸出電壓精度： a） Line Regulation（線(xiàn)性調(diào)整率）：－－ 越小越好 b） Load Regulation（負(fù)載調(diào)整率）：－－ 越小越好 c） Thermal Regulation（熱調(diào)整率）：－－ 越小越好 d） Temperature Stability（溫度穩(wěn)定度）：－－ 越小越好 e） Transient Response（瞬態(tài)反應(yīng)）：－－ 越小越好 f） Ripple Rejection（紋波抑制比）：－－ 越小越好 4）輸出電容 ESR注意避開(kāi)死區(qū) 5）熱設(shè)計(jì)考慮 帶電子負(fù)載功能的數(shù)控穩(wěn)壓恒流電源制作 32 它山之石可以攻玉，模擬之道首先在于善于借鑒學(xué)習(xí)，有了廣博的基礎(chǔ)，才能自我創(chuàng)新設(shè)計(jì)； 33 核心原理圖 Q9導(dǎo)通， Q4導(dǎo)通為恒壓恒流模式， Q9截止， Q4截止為電子負(fù)載模式 U3C為補(bǔ)償 R43取樣電阻上的壓降，否則P8輸出的電壓值將與設(shè)定值有誤差， R4，R3比例值取與 R1,R2相同， R1， R2是放大，則 R4， R3是衰減，正好形成補(bǔ)償 34 35 假設(shè)輸出電壓升高，則 R1， R2取樣點(diǎn)電壓升高，則運(yùn)放 U3A的反相端電壓高于 Vpwmv的設(shè)定電壓，運(yùn)放輸出電壓變小， Q5的導(dǎo)通程度減小，則 Q2的基極電流變小，對(duì)應(yīng)的Q2集電極電流也變小，故輸出電壓下降，形成了穩(wěn)定的負(fù)反饋過(guò)程，其中C42為調(diào)節(jié) U3A的相位補(bǔ)償， C42越大，則越穩(wěn)定，但穩(wěn)定時(shí)間也越大，瞬態(tài)負(fù)載響應(yīng)會(huì)變差；故需要試驗(yàn)確定。 當(dāng) R1/R2*R3/R4=1時(shí)， Uout=(R1+R2)/R2*Vpwmv 36 Vpwma為設(shè)定的恒流值， Ur43經(jīng)過(guò)運(yùn)放 U3D同相放大后通過(guò) R40進(jìn)入 U3B的 反相端，并與 Vpwma比較，如果 Ur43不夠大，則 U3B輸出為 11V， Q7飽和 導(dǎo)通，可看成導(dǎo)線(xiàn)；因此 Vpwma為最大電流的設(shè)定端子； 37 假設(shè)突然出現(xiàn)了負(fù)載過(guò)載情況，則 Ur43輸出電壓較大，導(dǎo)致運(yùn)放 U3B的輸出電壓變低， Q7的導(dǎo)通程度下降， Q7集電極電壓上升， Q5進(jìn)入飽和導(dǎo)通， Q2的基極電流取決于 Q7的集電極電流，形成了電流負(fù)反饋，使得 Vpwma與Ur43放大后的電壓相等，此時(shí)工作于恒流階段，判斷處于恒壓還是恒流，只要采樣ADC4的電壓，當(dāng) ADC4為接近電源電壓時(shí)，工作于恒流，否則為恒壓 38 當(dāng) Q4導(dǎo)通時(shí)， Q6的柵極電壓被嵌位為 0V，故無(wú)法導(dǎo)通，所以 Q6截止，不起作用。當(dāng) Q4截止時(shí)， U4A起作用， Q6導(dǎo)通；此時(shí)工作于電子負(fù)載狀態(tài)， P8為電源，輸出電流，故 Ur43為負(fù)壓；假設(shè)負(fù)載輸出的電流未達(dá)到預(yù)設(shè)值，即 |Ur43|較小，經(jīng)過(guò) U3D同相放大， U4B反相放大后與Vpwma比較，顯然小于 Vpwma， U4A輸出電壓抬高，增大 Q6的導(dǎo)通程度，從 P8吸取更多的電流，從而使 |Ur43|變大，放電電流與預(yù)設(shè)值相同。 升壓恒流穩(wěn)壓電源 三 .恒流源的應(yīng)用制作 40 41 可消除低電壓噪聲及電位的影響； R5， R3會(huì)有一定的誤差電流流過(guò)；R3=R4=R5時(shí)，I=Vin/Rref 確保 R3， R5Rref1,至少大兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上； Va=2*Vin； Vb近似為 Vin 故 I=(VaVb)/Rref=Vin/Rref。 A B RTD溫度傳感器供電電源 42 PT100鉑電阻（ RTD）供電電源設(shè)計(jì)，如右圖未采用恒流源，不能體現(xiàn)恒流源輸出阻抗無(wú)窮大的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于測(cè)量精度有影響； 43 增加了一級(jí)有源濾波器，可降低噪聲 V1 V2 (V2+Vref)/2=V1/2=V3。 V2V1=Vref。 V3 V3=(Vref+V2)/2 V2=2V3Vref。 V1=2*V3。 I=(V1V2)/R10 =(2V32V3+Vref)/R10 =Vref/R10 Vout=Vref+Vc。 I=(VoutVc)/R1。 I=Vref/R1。 AD8603的 Vos大小及溫漂， RailRail特性，偏臵電流的大小及溫漂；都會(huì)影響恒流源的溫度特性； AD8276內(nèi)部電阻溫度特性一致，故增益隨溫度的變化改變極小，這也是差分放大器具備高共模抑制比的特性決定的。 OP的反相端接近 0V，必須選用軌至軌 OP Io=[(Vin+Vref)Vref]/R1=Vin/R1 49 激光二極管驅(qū)動(dòng)恒流源電路 I=Vin/10/1mA。 當(dāng) Enable引腳大于 1V時(shí)， Q2導(dǎo)通，將 Q1的基極嵌位為 0V， Q1不導(dǎo)通，當(dāng)不增加上二極管時(shí)，運(yùn)放輸出為高，可能會(huì)有部分電流注入 Q1使 Q1關(guān)斷不完整，有了上二極管，則將輸入信號(hào)近似拉低為 ，而運(yùn)放的反相端注入 Enable電壓，確保反相端高于同相端，運(yùn)放輸出為負(fù)供電，保證 Q1不會(huì)有基極電流 50 高效率恒流源 2N3904提供關(guān)斷功能； R5為檢流電阻， LT1006為低電壓工作的運(yùn)放，用來(lái)放大 R5兩端的電壓信號(hào)， R2， C4構(gòu)成濾波器，濾除噪聲； 51 大功率寬帶壓控恒流源，可用以驅(qū)動(dòng)交流的氦光燈線(xiàn)圈等場(chǎng)合； LT1194為高速差分放大器，內(nèi)部固定增益為 10倍，無(wú)需外圍電阻。不同于之前的LT1990， LT1990是增益可選，低帶寬的全差分放大器； 52 高效率升壓恒流源驅(qū)動(dòng)白光 LED LT6100:固定增益可選的差分放大器 53 LT1635片內(nèi)自帶基準(zhǔn)的運(yùn)放； 54 Vout1=I*Rs*5+Vin Vout2=1/(1k*10nF)*∫Vout1 只要 Vout1不等于 0， Vout2就持續(xù)變負(fù)，IRF9530導(dǎo)通程度加大，流過(guò) Rs電流變大，直到Rs的壓降剛好等于 Vin， Vout1才等于 0， Vout2才不再變化，電路穩(wěn)定； 55 數(shù)控恒流源（應(yīng)用一） 56 開(kāi)關(guān)電源的元件構(gòu)成 開(kāi)關(guān)電源的基本元件： 有源開(kāi)關(guān) (Switch) 二極管 (Diode) 電感 (Inductor) 電容器 (Capacitor) 變壓器 (Transformer) 57 開(kāi)關(guān)電源的電路組成 采樣電路 比較放大 基準(zhǔn)電源 V/F轉(zhuǎn)換 震蕩器 基極驅(qū)動(dòng) 開(kāi)關(guān)器件 變壓器 整流 濾波 保護(hù)電路 功率因素校正 濾波 整流 浪涌抑制 輸入電路 變換電路 輸出電路 控制電路 58 T截止， D導(dǎo)通， uE≈ －UD ； L 釋放能量， C 放電。 調(diào)整管二極管續(xù)流 濾波電路T、 D 均工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。 T飽和導(dǎo)通， D截止，uE≈ UI； L 儲(chǔ)能， C 充電。 uB＝ UH時(shí) uB＝ UL時(shí) 59 ② 波形分析及輸出電壓平均值 IDo ffIonO )( UUTTUTTU ???????調(diào)整管二極管續(xù)流 濾波電路關(guān)鍵技術(shù)：大功率高頻管，高質(zhì)量磁性材料 穩(wěn)壓原理：若某種原因使輸出電壓升高，則應(yīng)減小占空比。 60 ③ 穩(wěn)壓原理 脈沖寬度調(diào)制式： PWM電路作用： UO↑→ Ton↓→ δ↓→ UO ↓ 其它控制方式： 脈沖頻率調(diào)制式： UO↑→ T↑（脈寬不變） → δ↓→ UO ↓ 混合調(diào)
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