又做个分立稳压器

cruelfox

又做个分立稳压器 [复制链接]

这个电路用了两级放大作为误差放大器，两级射随输出。用TL431做基准，R3=R9就成为5V输出的。元件参数没有优化，焊PCB的时候觉得差不多就上了。实测压差在2V的时候(输入7V)性能已经相当好，输出阻抗和噪声显著优于LM317。

我搭分立的稳压电路(纯晶体管的，或运放加晶体管的)，主要目的是为了实现低输出阻抗，给音频DAC等高性能模拟电路用。常用的LDO虽然测试输入抑制比还可以，负载的响应就差了。传统的LM317仍然不够好，尽管用得很普遍。

yedaochang

稳压电路应用在音频电路很好

Xy201207

模拟电路太差根本看不懂

maychang

“元件参数没有优化，焊PCB的时候觉得差不多就上了”。
这句不大赞成。良好的性能必是建立在测量和计算的基础上。

吴下阿蒙

我越来越觉得自己有洁癖，板子焊完不允许留下一点松香的痕迹，必须用洗板水洗干净。

chunyang

非要追求高性能，不如用基准源和运放搭。

maychang

“常用的LDO虽然测试输入抑制比还可以，负载的响应就差了。传统的LM317仍然不够好，尽管用得很普遍。”
楼主用分立元器件做稳压器，目的显然是要追求比LM317或者固定电压的7805之类更快的速度。
追求速度，可以理解，电源的反应速度应该高于放大器耗电变化的速度才对。
但是，电源的反应速度一定要靠器件来保证吗？
通常，电源不会和放大器放在一起，而是有一段距离。越是功率大的放大器，电源到放大器的距离往往也越大。那么电源到放大器输出管的联接线就比较长，其电感不可忽略。所以，放大器输出管处通常接有电容(所谓电源旁路电容或称退耦电容)。电源的稳定，或者说电源可以看成是接近理想的电压源，实际上是靠放大器输出管处的电容来保证的，而不是靠稳压电源的快速响应来保证的。

maychang

这就又产生了一个问题：开关电源是否可以用在高保真放大器上？
很多人认为，开关电源反应速度比线性电源慢得多，不能用在高保真放大器上。
开关电源确实反应速度比较慢。但前面说过，放大器供电的稳定，主要是靠输出管处的电容来保证。有时为了避免卷绕式电容寄生电感的影响，还使用两支甚至更多电容并联，一支容量大的电解电容和一支容量较小但无感的薄膜电容。
在这种情况下，放大器供电的稳定实际上并不是靠电源的反应速度，所以反应速度慢的开关电源也完全可以使用在高保真放大器上面。当然，抑制开关电源固有的噪声也是很重要的问题。但这绝不是不可解决的问题，而且成本并不高。
上述观点，如果楼主有兴趣，不妨深入讨论讨论。

cruelfox

是的，如果电源到放大器的连线较长，电源的响应速度再快就没有意义了。PCB上1oz铜厚，1mm线宽，10mm长度走线的电阻大约是5毫欧。我DIY的这个，13kHz左右输出阻抗在2毫欧以内，还有优化空间。
起初我也是想用退耦电容来改善电源响应速度和噪声的，却发现有限。比如直径8mm的铝电解，100kHz阻抗做到30毫欧就已经相当不错了。
我的设计目的是给ADC/DAC这类功耗小，可能对电源敏感的电路用的。布线的时候，把电源输出和关键电路靠近。在我刚做的一个东西里面https://bbs.eeworld.com.cn/thread-467533-1-1.html就用了分立的稳压电源。工作时测试电源输出的噪声，明显比LDO出来的小。

安卓佳

分立电路其实就是运放里头的东西，但你可以自己设计，调试，从中认识电路的运作原理。

maychang

cruelfox 发表于 2015-7-13 09:37
是的，如果电源到放大器的连线较长，电源的响应速度再快就没有意义了。PCB上1oz铜厚，1mm线宽，10mm长度走 ...

“我的设计目的是给ADC/DAC这类功耗小，可能对电源敏感的电路用的。”

这样的话，可以理解。

maychang

安卓佳 发表于 2015-7-13 10:08
分立电路其实就是运放里头的东西，但你可以自己设计，调试，从中认识电路的运作原理。

从原理上说，集成电路无非是将分立的三极管、电阻等等做到了一片硅片(或其它半导体材料)上。
但集成电路有其弱点：各元件之间靠PN结等隔离，所以各元件之间分布电容较大，相互耦合较大。
因此在对快速性要求高的电路中，采用分立元器件可以达到比集成电路更高的性能。这正是楼主使用分立元件之目的。
当然，随着集成电路制造技术的发展，差距已经在缩小。

安卓佳

maychang 发表于 2015-7-13 17:57
从原理上说，集成电路无非是将分立的三极管、电阻等等做到了一片硅片(或其它半导体材料)上。
但集成电路 ...

我怀疑，运放在超限输入时造成的某些非预期错误，原因之一可能就是这些作隔离之用的PN结搞的鬼？

maychang

安卓佳 发表于 2015-7-23 22:52
我怀疑，运放在超限输入时造成的某些非预期错误，原因之一可能就是这些作隔离之用的PN结搞的鬼？

非常有道理。
这些隔离用的PN结一旦有一个成为正偏，整个电路拓扑完全改变了。
但是很难分析，因为厂家通常不会透露其工艺和结构。就算我们知道了，分析起来也太复杂。

比较简单的结构还是可以分析的，例如功率MOS管里面的寄生二极管。这个寄生二极管可以说是“非预期”产生的。此寄生二极管反向恢复特性比快速二极管差，但生产MOS管的厂家无法改进其特性，因为这个二极管根本不是按照某种设计做出来的。使用者也无法避免其特性。这一点IGBT就好得多，可以没有寄生二极管，也可以和IGBT一起做成这么一支二极管。而且因为是单独设计的(掺杂等)，其特性比MOS的寄生二极管好得多。