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[求助] 关于变压器整流滤波稳压后给运放供电时的选型参数

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一粒金砂(高级)

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发表于 2017-6-14 11:10:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 萤火 于 2017-6-14 11:20 编辑

      如下图 ,是我用multisim大致画的一个简图(不一定对,就是表达一下自己不懂得地方),功能是:用线性电源给高压运放供电,驱动容性负载。        
      首先220V市电经过变压器降压到160V,再经过整流,滤波到大致150V,之后经过一种稳压芯片(没有画出电阻,电容)稳压到120V,给高压运放供电,高压运放用来放大0-10V的正弦信号,放大倍数为10倍,驱动电容性负载。   
     下面是我对选择器件型号参数的理解。我的理解是:
      如图,1.高压运放驱动容性负载,输出电流最大为100mA,最大电压为100V,则输出最大功率为10w。
                 
              2.那么给运放供电的稳压芯片的输出功率至少大于10W(先不考虑器件自身的消耗),因为稳压芯片的输出是120V,所以选择稳压芯片时,其输出电流要大于10w/120V=83.3mA.。
              3.稳压芯片的输出功率是由变压器的次级线圈提供,所以变压器次级线圈输出功率也要大于10W(再加上稳压芯片损耗的功率整流器的损耗,先不考虑这些),变压器次级电压为160v,则次级线圈最小电流为10w/160V=1/16A ,初级线圈电压为220V(先不考虑电网波动),则最小电流为10W/220=1/22A。

              4.流过整流桥的的电流为负载电流的一半,这个负载电流指的是高压运放输出的100mA吗?还是指驱动稳压芯片时的电流?整流器怎么选择呢?求各位指导一下!谢谢
















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五彩晶圆(中级)

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发表于 2017-6-14 11:38:09 | 显示全部楼层
1. 负载为容性, 运放输出的是无功功率, 不叫W, 叫va; 最大输出电流100mA, 最大电压100V, 这是峰值容量, 先搞清楚峰值各有效值;

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选择器件的时候不是根据最大值进行选择吗?  详情 回复 发表于 2017-6-16 14:40
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maychang

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发表于 2017-6-14 12:39:17 | 显示全部楼层
本帖最后由 maychang 于 2017-6-14 12:40 编辑

1、容性或者感性负载比电阻性负载更麻烦,甚至可以说是麻烦得多。
    最重要得一点:电容充电时将储存能量,放电时将释放能量。电容储存的能量自然从放大器(你的PA78)来,释放能量也必须回到放大器中去。放大器必须有这个能力(某些放大器并没有这个能力,结果被负载释放的能量烧毁)。

点评

可以设计一个电容器放电回路,同时在PA78的输出端加一个二极管。我现在想知道的是:知道了这个PA78的最大输出电压与电流,该怎么去选择稳压器,变压器(负边电流是多少,初级线圈)这些器件,变压器使用线性的,这个  详情 回复 发表于 2017-6-16 14:44

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发表于 2017-6-14 12:39:51 | 显示全部楼层
使用线性稳压,其效率很低的,所以,就不能“先不考虑”了。
现在的整流器件,最低是1A的,所以也就不用考虑怎么选择了。

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maychang

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发表于 2017-6-14 12:47:30 | 显示全部楼层
2、给放大器供电的稳压电路,其输出电压可不是100V,要比100V高,其输出电流也不是100mA,比100mA大(放大器的效率不可能做到100%)。具体多少,需要计算。而且对容性感性阻性负载是不一样的。
    这个稳压电路,从图中看,你准备使用线性稳压电路。线性稳压电路输入电压一定大于输出电压,输入电流一定大于输出电流。因此你计算出83.3mA不正确。具体多少,需要计算。

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这个有计算公式吗  详情 回复 发表于 2017-6-16 14:45

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maychang

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发表于 2017-6-14 12:56:43 | 显示全部楼层
3、变压器容量不能说瓦特,应该说伏安。如果你的稳压电路需要10瓦特功率输入,你采用的从图中看是电容滤波,那么变压器容量要比10伏安大,可能需要将近20伏安,如果采用全波整流,可能需要20伏安以上。这在我的帖子《整流杂谈》里面曾有提及。
   你完全是按照线性电路来考虑的,但整流电路是典型的非线性电路。

   顺便说一句:“最小电流为10W/220=1/22A。”等号左边单位是W,右边单位是A,等式不成立。

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应该是10W/220V=1/22A,忘了写V了  详情 回复 发表于 2017-6-16 14:47

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maychang

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发表于 2017-6-14 13:01:10 | 显示全部楼层
4、整流二极管,选择四支1N4007或者整流桥(建议使用四支分立的整流二极管,整流桥假货太多),电压电流都够了。想买更小的恐怕很难买到,而且更贵。

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五彩晶圆(中级)

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发表于 2017-6-14 13:43:43 | 显示全部楼层
2. 关于电源为OP提供的电流, 你这100mA是个什么波形? 若是正弦波, 峰值100mA, 那么负载需要的电流为100/(2*1.414)/0.9=39.29mA, 考虑OP本身的自耗电, 可能需要适当加大几mA, 加多少, 看具体情况. 因此, 你的稳压电源要有比100mA稍大一些的供电能力, 但平均电流则只比39.29mA大一些, 以此为据评估电源的能力及系统的热损

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您的这个公式是什么意思?怎么计算的  详情 回复 发表于 2017-6-16 14:48
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五彩晶圆(中级)

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发表于 2017-6-14 14:10:05 | 显示全部楼层
关于楼主在问题2中的说法, 输出电流要大于10w/120V=83.3mA, 打个比喻吧. 多出来的20V是交率税用的, 以热能的形式消耗掉了, 线性电路当中, 电流不会凭白无故地增多或减少.
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一粒金砂(高级)

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 楼主| 发表于 2017-6-16 14:40:30 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2017-6-14 11:38
1. 负载为容性, 运放输出的是无功功率, 不叫W, 叫va; 最大输出电流100mA, 最大电压100V, 这是峰值容量, 先 ...

选择器件的时候不是根据最大值进行选择吗?

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8楼不是说了吗? 你的稳压电源要有比100mA稍大一些的供电能力 这就是按峰值考虑的  详情 回复 发表于 2017-6-16 15:25

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一粒金砂(高级)

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 楼主| 发表于 2017-6-16 14:44:09 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-6-14 12:39
1、容性或者感性负载比电阻性负载更麻烦,甚至可以说是麻烦得多。
    最重要得一点:电容充电时将储存能 ...

可以设计一个电容器放电回路,同时在PA78的输出端加一个二极管。我现在想知道的是:知道了这个PA78的最大输出电压与电流,该怎么去选择稳压器,变压器(负边电流是多少,初级线圈)这些器件,变压器使用线性的,这个电路需要小的文波。

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“知道了这个PA78的最大输出电压与电流,该怎么去选择稳压器” 这个稳压器要输出100V以上电压,你又要使用“线性变压器”,估计你要用线性稳压器。 100V以上线性稳压芯片我没有见过,不知道型号。估计你要用分立元  详情 回复 发表于 2017-6-16 14:59
同时回复10楼问题。 选择器件,要根据最大值,因为器件(运放、三极管等)过载1ms就可能损坏。考虑到调试或者发生故障,更要留有一定余量。 但电源容量却不是根据你的运放输出电压电流最大值,而是根据平均值。因为  详情 回复 发表于 2017-6-16 14:56

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一粒金砂(高级)

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 楼主| 发表于 2017-6-16 14:45:33 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-6-14 12:47
2、给放大器供电的稳压电路,其输出电压可不是100V,要比100V高,其输出电流也不是100mA,比100mA大(放大器 ...

这个有计算公式吗

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“这个有计算公式吗” 没有很简单的计算公式,需要根据你的输出幅度和该运放datasheet计算。  详情 回复 发表于 2017-6-16 15:01

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一粒金砂(高级)

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 楼主| 发表于 2017-6-16 14:47:15 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-6-14 12:56
3、变压器容量不能说瓦特,应该说伏安。如果你的稳压电路需要10瓦特功率输入,你采用的从图中看是电容滤波 ...

应该是10W/220V=1/22A,忘了写V了

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一粒金砂(高级)

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 楼主| 发表于 2017-6-16 14:48:43 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2017-6-14 13:43
2. 关于电源为OP提供的电流, 你这100mA是个什么波形? 若是正弦波, 峰值100mA, 那么负载需要的电流为100/(2* ...

您的这个公式是什么意思?怎么计算的

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那是按单电源供电的OTL电路, 输出正弦波, 峰值电流Ip=100mA计, 则正半周电流由电源供给, 负半周电流由电容供给, 除以0.9将有效值变成平均值, 故得到8楼的算法  详情 回复 发表于 2017-6-16 15:29

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maychang

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发表于 2017-6-16 14:56:50 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-6-16 14:44
可以设计一个电容器放电回路,同时在PA78的输出端加一个二极管。我现在想知道的是:知道了这个PA78的最大 ...

同时回复10楼问题。
选择器件,要根据最大值,因为器件(运放、三极管等)过载1ms就可能损坏。考虑到调试或者发生故障,更要留有一定余量。
但电源容量却不是根据你的运放输出电压电流最大值,而是根据平均值。因为电源中工频变压器整流管等短时间过载是没有关系的。
你说“线性变压器”,猜测是指工频变压器。

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maychang

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发表于 2017-6-16 14:59:29 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-6-16 14:44
可以设计一个电容器放电回路,同时在PA78的输出端加一个二极管。我现在想知道的是:知道了这个PA78的最大 ...

“知道了这个PA78的最大输出电压与电流,该怎么去选择稳压器”
这个稳压器要输出100V以上电压,你又要使用“线性变压器”,估计你要用线性稳压器。
100V以上线性稳压芯片我没有见过,不知道型号。估计你要用分立元器件自己搭。

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没有这种芯片吗 ?LM317不行吗?它的输入输出压差范围为1.25V-37V。输入为120V,输出100V不就行了吗?或者像下图这样每路稳压到40V,四路串联稳压。 [attachimg]307374[/attachimg]?[attachimg]307375[/attac  详情 回复 发表于 2017-6-16 20:26

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maychang

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发表于 2017-6-16 15:01:04 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-6-16 14:45
这个有计算公式吗

“这个有计算公式吗”
没有很简单的计算公式,需要根据你的输出幅度和该运放datasheet计算。

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发表于 2017-6-16 15:25:08 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-6-16 14:40
选择器件的时候不是根据最大值进行选择吗?

8楼不是说了吗? 你的稳压电源要有比100mA稍大一些的供电能力  这就是按峰值考虑的
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五彩晶圆(中级)

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发表于 2017-6-16 15:29:37 | 显示全部楼层
萤火 发表于 2017-6-16 14:48
您的这个公式是什么意思?怎么计算的

那是按单电源供电的OTL电路, 输出正弦波, 峰值电流Ip=100mA计, 则正半周电流由电源供给, 负半周电流由电容供给, 除以0.9将有效值变成平均值, 故得到8楼的算法
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一粒金砂(高级)

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 楼主| 发表于 2017-6-16 20:26:07 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-6-16 14:59
“知道了这个PA78的最大输出电压与电流,该怎么去选择稳压器”
这个稳压器要输出100V以上电压,你又要使 ...

没有这种芯片吗 ?LM317不行吗?它的输入输出压差范围为1.25V-37V。输入为120V,输出100V不就行了吗?或者像下图这样每路稳压到40V,四路串联稳压。


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后者可行。 前者相当危险。如果输出端短路,LM317瞬间烧毁,没商量。  详情 回复 发表于 2017-6-16 20:39
找死? 哈哈, 刚上电时, LM317输出端对地电压为零, 120V全回加在LM317上, 烧一大片  详情 回复 发表于 2017-6-16 20:39

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