运放电路找茬

不亦心

运放电路找茬 [复制链接]

背景：

图一是一个16V供电，30mA的高边恒流源（忽略AS16V200MA接口）；

图二是图一恒流源的负载，产生可调电压：左侧U3-A及周围电路是PWM做DAC并放大作为可调电压基准（输入PWM10V，实际是3.3V的PWM）；

          右侧U3-B及三极管Q15做一个电压跟随器，跟随器的输出是目标输出（三极管右侧电路都忽略）

问题：跟随器输出（Q15三极管集电极）电压存在振荡（非PWM-DAC的纹波）。

使用simetrix仿真，PWM-DAC调压时存在振荡，在三极管发射结串个30R的电阻，稳定工作；

使用直流源代替PWM-DAC（去掉U3-A部分，直流源直接加在U3-B的6脚），稳定工作；

使用直流源代替PWM-DAC（去掉U3-A部分，直流源直接加在U3-B的6脚），在直流源上叠加正弦纹波，纹波频率小于4KHz，稳定工作；频率大于4KHz，存在振荡（4KHz非准确数字）。

请各位帮忙讨论分析一下原因，谢谢。

    

 

 

 

 

 

 

 

gmchen

你这个电路中，U3B与Q15共同构成一个放大器，可能是有问题的。主要是Q15在整个放大器中增加了一个极点，使得整个放大器的相频特性发生变化。

maychang

U3_B和Q15构成一个稳压电路（并联式），而带动这个稳压电路的是Q14和Q16构成的稳流电路。

那么，U3_B和Q15是Q14和Q16的负载。问题是：这是个什么样的负载？

从AS16V0MA向负载看，该点电压上升，则通过Q15的电流下降，也就是说，从AS16V30MA向右看，这是个负电阻。

 

maychang

Q14和Q16构成的稳流电路，若是带动纯电阻性负载，肯定是稳定的。但若带动负电阻呢？

maychang

无论哪一种开关电源，DC-DC或者AC-DC，从输入端看，都是负电阻，即电压上升则电流下降。所以开关电源作为另一个稳定电源的负载，对另一个电源的稳定性提出了更高的要求。但是，我没有能力提出计算方法。

不亦心

gmchen 发表于 2023-12-1 13:10 你这个电路中，U3B与Q15共同构成一个放大器，可能是有问题的。主要是Q15在整个放大器中增加了一个极点，使 ...

请问如何补偿？

不亦心

maychang 发表于 2023-12-1 14:22 U3_B和Q15构成一个稳压电路（并联式），而带动这个稳压电路的是Q14和Q16构成的稳流电路。 那么，U3_B和Q ...

图二Q15右侧接口忽略，没有接其他电路。图二部分可以理解为CV模式的电子负载。

maychang

不亦心 发表于 2023-12-1 17:10 图二Q15右侧接口忽略，没有接其他电路。图二部分可以理解为CV模式的电子负载。

【图二部分可以理解为CV模式的电子负载。】

是的。这个CV电子负载受 PWM10V 占空比控制。

但是，为何产生振荡，三极管发射结串联30欧电阻则稳定工作，用直流电源代替PWM也稳定工作，想不清楚。

gmchen

不亦心 发表于 2023-12-1 17:05 请问如何补偿？

晶体管射极加电阻能够改善，是因为加电阻后晶体管的增益下降，使得极点位置发生改变。

一个可能的补偿措施就是加反馈电容作为补偿。可以在运放输出与负输入端之间加电容，也可以在晶体管基极与集电极之间加电容，或者对整个放大器加反馈电容（并联在R93）上。具体加多大可能要通过实验确定。