线性电源的原理与设计 ------ 高手禁入，

dontium

线性电源的原理与设计 ------ 高手禁入， [复制链接]

先上个图





这是一可调输出电压、可调限止电流的线性稳压电源，具体性能未作过测试，

dontium

一、整流滤波，
    由图中的D1~D4，及C1、C2组成桥式整流滤波。Ji1为输入的插座，输入低压直流。交流电压的高低，可根据自己的需要、及后级特性（如Q1~Q3的耐压，及Q1的功率）选择

二、辅助电源
      由图中的R1、Q5、Z1等组成，用于给U1等电路提供辅助电源。
   
     由于Vcc电压由后级电路决定，电路中使用的LM358，其工作电压范围较宽，最高至32V，低至5V时仍可正常工作。这里一般选择7~12V较妥。
      R1提供Z1的击穿电流，使之工作在稳压区内，并给Q5提供基极偏流。
    一般选择    I(R1)  > 10 * Ib(q5)
   Ib(q5)为Q5的基极电流，它的大小，由负载及Q5的beta值决定。

    LM358在无负载时的工作电流为2mA（最大），考虑带载情况及其它用电，这里，取 I(load) = 10mA
     
    因此

             I (R1)  > 10 *  10mA / beta  
      这时：

          R1  <  ( Ui  - Vz )  /  I ( R1)


Ui为整流滤波后的电压值， Vz为Z1的稳压值。


考虑到辅助电源的功耗问题，希望R1越大越好。

所以，要兼顾这两方面来选择R1的阻值。

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三、稳压部分。

        它由Q1~Q3，U1-A及相关元件组成。
        （在正常输出时，Q4呈饱和导通状态，所以，Q3的E极近似接地。）

       U1A为输出电压的误差放大器，3脚由R8电位器设定基准电压值，2脚由R17、R18对输出电压分压提供。U1A的放大倍数

           K （约） =  R6 /  R17||R18

     Q1、Q2组成复合管，PNP型。由Q3驱动。

这一部分的交流特性计算相对复杂一些，且也没有必要，主要是直流或低频放大。放大量越大，输出特性越好，但越容易引起自激。

       这里的输出电压，是由R8来调整的。当R8调整以最下面时，接地，由R17及R18的分压也应该为0，因此，只有输出电压为0时才满足时，。
当R8调整到最大Vcc时，输出最大，这时的输出电压Uo为：

          Uo = Vcc * (R17 +R18 ) /  R18

      可见，最大输出电压由Vcc 及R17、R18的分压值决定。

设R8的上半部分为R8a，下半部分为R8b，则有：
          Vcc * R8b / R8  =  Uo * R18 / ( R17 +R18 )
       输出电压Uo为：
                    Uo =  Vcc * R8b * ( R17 + R18 ) /  ( R8 * R18 )

图中有两个“地”：一个是输出地，一个是整流后的负端，这里就称整流地吧。
     对于R8的接地端，照图中接法，R16的电流采样电阻上的电压，对U1A来说，属于共模电压，因为经R8作用于3端，又经R18作用于2端。而LM358的CMRR达到85dB，所以，可以认为，R16上采样电流时的压降对输出电压无影响。
       如果 R8的接地端改接为整流地，情况就不一样了，它将稳定的电压是Uo + VR16， 即输出电压受负载影响。

[ 本帖最后由 dontium 于 2013-5-6 11:00 编辑 ]

dontium

四、限流部分
    限流部分由R16、U1B、Q4等元件组成。

     输出电流经采样电阻R16后，产生的压降，送入U1B的6端放大，当其6端电压远超过5端时，7端输出为低电平Q4截止，无输出。
      此电路接为放大器，而非比较器，目的是对输出仅用限流而非关断。R15调整参考电压，以实现限流的连续调节。


五、其它
     U1A及U1B的反馈网络，均采用固定值，而调节用的电位器接于同相输入端，有利于反馈网络的调整。

     Q1为功率三极管，NPN型，如果手里有大功率的PNP型三极管，可以将Q1去掉，大功率的三极管接于Q2，并短路R3

      R2、3、5、10为Icbo的旁路电阻，

     图中的电阻参数等未给出。可以根据变压器的输出情况（功率容量及电压）、自己希望的可调范围等来确定参数值。

[ 本帖最后由 dontium 于 2013-5-6 11:17 编辑 ]

zca123

喜闻乐见的模拟电路学习。:carnation: :carnation: :carnation: 精品！
问问：Vin滤波后存在工频波动，VCC就存在工频波动？分压后的运放反相输入端是不是也不稳定？

dontium

Z1及Q5是稳压的，所以VCC就是稳定的。

naga568

謝謝 分享
   " 由于Vcc电压由后级电路决定，电路中使用的LM358，其工作电压范围较宽，最高至32V，低至5V时仍可正常工作。这里一般选择7~12V较妥。"
請問 ,也就是說, 原理図上的vcc 是另外再供給一組 7~12V的電源嗎?

dontium

Q5输出的是VCC，不需要再加其它额外的电源了。

爱心

UO在什么地方？

dontium

图中未标出，在DR1那里

爱心

其工作电压范围较宽，最高至32V，低至5V时仍可正常工作,

这里的32v 和5v是调的VCC？还是VO  输出电压5v 和12v？

dontium

那是说LM358的。