電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)

電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)---低壓電源的設(shè)計(jì)2023/5/27電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)電源的分類什么是PowerSupply?PowerSupply負(fù)載Vin,IinPowerSupply是一種提供電力能源的設(shè)備，它可以將一種電力能源形式轉(zhuǎn)換成另外一種電力能源形式，并能對(duì)其進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。上級(jí)電能形式Vo,Iof,phasef,phase根據(jù)轉(zhuǎn)換的形式分類:AC/DC,DC/DC,DC/AC,AC/AC根據(jù)轉(zhuǎn)換的方法分類:線性電源，相控電源，開關(guān)電源根據(jù)調(diào)控的效果分類:穩(wěn)壓，恒流，調(diào)頻，調(diào)相根據(jù)調(diào)控的方法分類:傳統(tǒng)反饋控制，矢量控制，數(shù)位控制電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)衡量電源的重要指標(biāo)1。穩(wěn)壓系數(shù)（線性調(diào)整率LineRegulation） K=△U/△Ui;S=(△Uo/Uo)/(△Ui/Ui)2.負(fù)載調(diào)整率(LoadRegulation) 在額定輸入電壓下，負(fù)載電流從零變到滿載電流時(shí)，輸出電壓最大的相對(duì)變化量，商品化電源都在3%以內(nèi)。3.內(nèi)阻 R=∣△Uo/△Io∣Ω4.紋波 輸出電壓的紋波包括噪聲的絕對(duì)值大?。ǚ宸逯担?.紋波電壓抑制比(PSRR) Uiw/Uow6.響應(yīng)時(shí)間 負(fù)載改變開始到電源輸出電壓穩(wěn)定需要的時(shí)間7.效率 η=Pi/Po;電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)一.線性電源基礎(chǔ)1。串聯(lián)調(diào)整型調(diào)整管取樣電阻比較放大基準(zhǔn)電壓電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)2。并聯(lián)聯(lián)調(diào)整型Va↑→Vb↑→I3↑→I1↑→I2↓→Va↓電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)串聯(lián)型：效率比并聯(lián)型高；由于交流紋波電流與信號(hào)退耦回路重疊因此干擾較大；響應(yīng)速度不如并聯(lián)型；并聯(lián)型：效率很低；干擾?。豁憫?yīng)快，適合于功率放大器等要求響應(yīng)快的場(chǎng)合但不論是串聯(lián)型還是并聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源的交流紋波電流都遠(yuǎn)小于開關(guān)電源。串聯(lián)型電路中所謂的交流噪聲較大，只是相對(duì)于并聯(lián)型而言，當(dāng)相對(duì)于開關(guān)型電源則其額外附帶的噪聲極?。浑娮酉到y(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)二.線性電源的應(yīng)用串聯(lián)穩(wěn)壓電源應(yīng)用一：電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)串聯(lián)穩(wěn)壓電源應(yīng)用二：恒流源做Q8負(fù)載，提高交流反饋增益，減小反饋誤差；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)串聯(lián)穩(wěn)壓電源應(yīng)用三：選擇可低壓工作，噪聲較低，最好是軌對(duì)軌的雙極型精密運(yùn)算放大器，GBW不能高，在10MHz以下；D2可避免U1工作在較低的輸出電壓狀態(tài)，否則電源無(wú)法輸出較低電壓電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)電子濾波器降低噪聲，提高電源噪聲抑制比，可將噪聲抑制到uV級(jí)別；相當(dāng)于擴(kuò)大了濾波電容到N倍；故濾波效果也提升了N倍；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)并聯(lián)穩(wěn)壓電源應(yīng)用一：電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)前置放大器的甲類并聯(lián)穩(wěn)壓電源（應(yīng)用二）恒流源差分誤差放大器，類似于運(yùn)算放大器并聯(lián)調(diào)整管適用于對(duì)噪聲要求極高的發(fā)燒級(jí)音響前置放大電路的供電電源設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì) 前置放大器中用過(guò)兩種穩(wěn)壓電源，一種為一般的三端穩(wěn)壓，另一種為帶有源伺服的三端穩(wěn)壓，效果均不很理想。后來(lái)試制了一并聯(lián)甲類穩(wěn)壓電源，效果滿意，電路如下圖。

該穩(wěn)壓電路由三部分構(gòu)成，第一部分為恒流輸出電路，由BG1～BG4及D1、D2，R1、R2等構(gòu)成，恒流電流由D1、R1、D2、R2的電壓和電阻值確定，約160mA，足以驅(qū)動(dòng)任何純甲類前置放大器。第二部分由BG5～BG12等構(gòu)成誤差電壓放大電路。第三部分由BG13～BG16組成分流控制電路。當(dāng)輸出電壓發(fā)生變化時(shí)，由R11～R14檢測(cè)到的誤差信號(hào)送到差分放大級(jí)放大后，由其集電極輸出去控制BG15、BG16的分流電流，改變分流調(diào)整管的導(dǎo)通壓降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。

制作時(shí)，BG1、BG2、BG15、BG16要加上小型散熱器，R1、R2、R17、R18用2W以上電阻，余下電阻用1/4W的金屬膜電阻即可，小功率三極管全部用Y檔（β在120～240之間），不用配對(duì)，調(diào)整R12使正負(fù)電源對(duì)稱，然后用固定電阻代替即可。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)過(guò)壓保護(hù)電路電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)1A跟隨器電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)LinearVoltageRegulator介紹工頻（50/60Hz）變壓器（AC-AC）開關(guān)電源（AC-DC）開關(guān)電源（DC-DC）線性調(diào)壓電源（DC-DC）√調(diào)壓器種類（降壓）電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)功能框圖調(diào)整管參考電平比較放大器ViVoR1R2反饋電壓Vo＝VrefX(1＋R2/R1)----AMS1117,1084,1085系列Vo＝VrefX(1＋R1/R2)----TPS763xx系列過(guò)流保護(hù)過(guò)熱保護(hù)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)調(diào)整管種類達(dá)林頓＋NPNPNP＋NPNPNPPMOSPMOS+NMOS電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)電路形式控制電路ViVoROIb調(diào)壓器工作模式可以用NPN晶體管的電流特性曲線描述（如右圖）。工作區(qū)間分為線性區(qū)和飽和導(dǎo)通區(qū)。

正常工作時(shí)使用的是飽和導(dǎo)通區(qū)。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)等效電路VoRORiVoROβIbIb

在線性區(qū)，等效一個(gè)可變電阻在飽和區(qū)，等效一個(gè)受控的電流源 電流源：β*Ib電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)工作原理：正常工作區(qū)（飽和調(diào)整區(qū)間）

工作點(diǎn)P0對(duì)應(yīng)工作輸出電流為Ic2

當(dāng)負(fù)載變大，輸出電流增加到Ic3時(shí)，P0移動(dòng)到P2`

在P2`工作點(diǎn)的時(shí)候，如果這個(gè)時(shí)候輸入電壓Vi增大，而輸出電壓不變，Vce就會(huì)相應(yīng)增大，因此，工作點(diǎn)由P2`移動(dòng)到P2

同理在P2`狀態(tài)下，輸入電壓Vi減小，工作點(diǎn)將由P2`移動(dòng)到P1

如果輸入電壓進(jìn)一步下降，會(huì)使得控制環(huán)路無(wú)法正常調(diào)整，輸出電壓將隨輸入電壓下降而下降。－－－跌落區(qū)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)工作原理：跌落區(qū)（線性調(diào)整區(qū)）

輸出電壓跌落區(qū)可以定義為穩(wěn)壓器的輸輸入電壓過(guò)低，使得內(nèi)部調(diào)整電路無(wú)法正常工作輸出電壓隨著輸入電壓的降低而降低。

Ib1對(duì)應(yīng)線性區(qū)Rj等效電阻Vce/Ic最大

Ib7對(duì)應(yīng)線性區(qū)Rj等效電阻Vce/Ic最小右圖工作點(diǎn)由P1移動(dòng)到P2后，輸入電壓進(jìn)一步降低，P2開始進(jìn)入跌落區(qū)進(jìn)入跌落區(qū)后，輸入電壓進(jìn)一步減小，Ib也會(huì)相應(yīng)減小，工作點(diǎn)移動(dòng)到P3

輸入電壓再進(jìn)一步減小，工作點(diǎn)達(dá)到Pto輸出電壓關(guān)閉電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)輸入電壓特性

右圖是輸入電壓/輸出電壓關(guān)系坐標(biāo)圖（以TPS763333.3VLDO為例）

2.3V以下為關(guān)斷區(qū)2.3V到3.6V為跌落區(qū)

3.6V到10V為正常調(diào)節(jié)區(qū)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)性能參數(shù)DropoutVoltage（最小工作壓差）： 調(diào)壓器正常工作所必須的輸入輸出之間的電壓差。它由調(diào)整管類型，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定。

a）達(dá)林頓＋NPN： Vdropout=Vce(sat)+2*Vbe≈1.6~2.5V b）PNP＋NPN： Vdropout=Vce(sat)+Vbe≈0.9~1.3V c）PNP： Vdropout=Vce(sat)≈0.15~0.4V d）PMOS，PMOS＋NMOS：Vdropout=Io*Ron≈35~350mVb),c)和d)又稱為L(zhǎng)DO(LowDropoutVoltageRegulator)2.QuiescentCurrent（靜態(tài)電流）：－－越小越好 靜態(tài)電流＝輸入電流－輸出電流，Iq＝Ii－Io

靜態(tài)電流包括偏置電流，調(diào)整管驅(qū)動(dòng)電流（沒有流出電壓輸出管腳的部分）。它由調(diào)整管類型，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，溫度決定。晶體管是電流驅(qū)動(dòng)型，MOS管是電壓驅(qū)動(dòng)型，MOS的Iq比晶體管小。

電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)性能參數(shù)3.效率：－－越高越好效率＝Io*Vo/((Io+Iq)*Vi)*100

壓差越小，效率越高靜態(tài)電流越小，效率越高參數(shù)達(dá)林頓NPNPNPNMOSPMOS最大輸出電流Io大大大中中靜態(tài)工作電流Iq中中大小小最小壓差Vdrop1.6～2.50.9～1.30.15～0.40.035～0.350.035～0.35速度Speed快快慢中中5種常用的調(diào)整管參數(shù)對(duì)比電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)性能參數(shù)4.LineRegulation（線性調(diào)整率）：－－越小越好

LineRegulation指的是在相同負(fù)載，不同輸入電壓時(shí)，輸出端電壓的穩(wěn)定能力。物理公式：△Vo/△Vi=(1+R2/R1)/(β*ga*(Ro+Rce))β:調(diào)整管的增益,ga:比較放大的增益

β*ga:環(huán)路增益，提高環(huán)路增益，負(fù)載越小，調(diào)整管內(nèi)阻越小，線性調(diào)整性能越好。5.LoadRegulation（負(fù)載調(diào)整率）：－－越小越好

LoadRegulation指的是在不同負(fù)載，相同輸入電壓時(shí)，輸出端電壓的穩(wěn)定能力。物理公式：△Vo/△Io=(1+R2/R1)/(β*ga)β:調(diào)整管的增益,ga:比較放大的增益

β*ga:環(huán)路增益，提高環(huán)路增益，可以提高負(fù)載調(diào)整率。

附：Line/LoadRegulation測(cè)試方法：為了減小溫度影響，保證結(jié)溫恒定，測(cè)試時(shí)使用低占空比的測(cè)試信號(hào)。（60uS脈動(dòng)周期，輸入電壓變化，輸出負(fù)載變化）

電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)性能參數(shù)6.ThermalRegulation（熱調(diào)整率）：－－越小越好指在加固定輸入電壓，帶固定負(fù)載后的t（通常幾十mS）時(shí)間內(nèi)，查看輸出電壓的變化率。測(cè)試結(jié)果扣除前60uS的Load/Line調(diào)整率。如：測(cè)試輸入6V，負(fù)載Io=100mA,t＝10mS7.TemperatureStability（溫度穩(wěn)定度）：－－越小越好指在正常工作的溫度范圍內(nèi)，在固定輸入電壓，帶固定負(fù)載，輸出電壓的變化率

AMS1084：正常工作溫度結(jié)溫：0～150度，穩(wěn)定度0.5%8.TransientResponse（瞬態(tài)反應(yīng)）：－－越小越好指在輸出電流Io突變的時(shí)候，輸出電壓跳變的最大電壓值。物理公式：△Vtr,max=(Io,max*△t1)/(Co+Cb)+△Vesr△t1:第一個(gè)脈沖寬度

Co：輸出濾波電容△Vesr：Co的ESR產(chǎn)生的電壓

Cb：退耦電容減小濾波電容ESR，增大濾波電容，減短反應(yīng)時(shí)間△t1，提高瞬態(tài)反應(yīng)性能電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)性能參數(shù)9.RippleRejection（紋波抑制比）：－－越小越好又稱為電源抑制比，是指輸入電壓發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓的變化率，用dB表示。這個(gè)和前面的線性調(diào)整率有點(diǎn)相似。但是紋波抑制比加入了對(duì)輸入電壓變化的頻率的定義。因此，更詳細(xì)說(shuō)是輸入電壓在不同按照不同頻率變化時(shí)，輸出電壓的變化率。也就是說(shuō)，提到紋波抑制比參數(shù)需要帶頻率參數(shù)。如：AP1122：在輸入電壓變化為120Hz時(shí)，紋波抑制比是60dB。右下圖是紋波抑制比曲線圖和線性調(diào)整率一樣提高環(huán)路增益可以提高紋波抑制性能，另外使用大容值，低ESR濾波電容也可以提高性能。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)使用注意輸出電容ESR（TunnelofDeath)：反饋：輸出電壓通過(guò)電阻分壓采樣后和內(nèi)部的參考電壓一起分別送入比較放大器的”-”,”+”端，比較放大器控制調(diào)整管，保證輸出電壓穩(wěn)定。為了保證器件工作穩(wěn)定通常都是采用負(fù)反饋，也就是反饋信號(hào)和輸出信號(hào)在極性相差180度。而使用中由于有相位偏移存在，實(shí)際很難保證完整的－180度。一個(gè)穩(wěn)定的電路，需要有20度的相位余量。 由頻域波特圖分析外部濾波電容ESR對(duì)相位影響比較大，太大，太小都會(huì)影響器件穩(wěn)定性。廠商會(huì)根據(jù)器件給出輸出濾波ESR的范圍（如右圖）ESR取值范圍在0.2～9歐姆。此外，容值建議<1000uF，容值太大容易造成上電瞬間損壞調(diào)整管。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)使用注意2.反饋電阻網(wǎng)絡(luò)精度的影響：△Vo=(△R1+△R2)/(R1±△R1)*VrefR1的精度對(duì)穩(wěn)定的精度影響較大。3.熱設(shè)計(jì)：

a）Junctiontemperature：內(nèi)部半導(dǎo)體溫度

b）Casetemperature：器件外殼溫度

c）Ambienttemperature:環(huán)境溫度

d）ThermalResistance：熱阻，每1W功耗對(duì)應(yīng)的溫升，單位℃/W，溫升有相對(duì)關(guān)系，比如相對(duì)于環(huán)境溫度的溫升。

e）JunctiontoAmbientthermalResistance(θja)：結(jié)點(diǎn)到環(huán)境的熱阻。和IC封裝，材料，PCBlayout，空氣對(duì)流因數(shù)相關(guān)。

f）JunctiontoCasethermalResistance(θjc)：結(jié)點(diǎn)到外殼熱阻，和IC封裝，材料相關(guān)。

Regulator的消耗功率Pd＝(Vi-Vo)*Io

器件的結(jié)溫＝Pd*θja+環(huán)境溫度＝(Vi-Vo)*Io*θja+環(huán)境溫度

電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)總結(jié)1）穩(wěn)壓器正常工作時(shí)，調(diào)整管工作在飽和導(dǎo)通區(qū)。2）最小壓差：

a）達(dá)林頓＋NPN：Vdopout=Vce(sat)+2*Vbe≈1.6~2.5Vb）PNP＋NPN：Vdropout=Vce(sat)+Vbe≈0.9~1.3Vc）PNP： Vdropout=Vce(sat)≈0.15~0.4Vd）PMOS，PMOS＋NMOS：Vdropout=Io*Ron≈35~350mV2）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）LineRegulation（線性調(diào)整率）：－－越小越好

b）LoadRegulation（負(fù)載調(diào)整率）：－－越小越好

c）

ThermalRegulation（熱調(diào)整率）：－－越小越好

d）TemperatureStability（溫度穩(wěn)定度）：－－越小越好

e）TransientResponse（瞬態(tài)反應(yīng)）：－－越小越好

f）

RippleRejection（紋波抑制比）：－－越小越好4）輸出電容ESR注意避開死區(qū)5）熱設(shè)計(jì)考慮電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)帶電子負(fù)載功能的數(shù)控穩(wěn)壓恒流電源制作它山之石可以攻玉，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)；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)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)載模式電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)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)償電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)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電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)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U(xiǎn)3B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；因此Vpwma為最大電流的設(shè)定端子；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)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，否則為恒壓電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)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。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)升壓恒流穩(wěn)壓電源電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)三.恒流源的應(yīng)用制作電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)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，R5>>Rref1,至少大兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上；Va=2*Vin；Vb近似為Vin故I=(Va-Vb)/Rref=Vin/Rref;AB電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)RTD溫度傳感器供電電源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；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)增加了一級(jí)有源濾波器，可降低噪聲V1V2(V2+Vref)/2=V1/2=V3;V2-V1=-Vref;V3V3=(Vref+V2)/2V2=2V3-Vref;V1=2*V3;I=(V1-V2)/R10=(2V3-2V3+Vref)/R10=Vref/R10電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)Vout=Vref+Vc;I=(Vout-Vc)/R1;I=Vref/R1;AD8603的Vos大小及溫漂，Rail-Rail特性，偏置電流的大小及溫漂；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。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)OP的反相端接近0V，必須選用軌至軌OP電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)Io=[(Vin+Vref)-Vref]/R1=Vin/R1電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)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0.07V，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)有基極電流電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)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；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)大功率寬帶壓控恒流源，可用以驅(qū)動(dòng)交流的氦光燈線圈等場(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；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)高效率升壓恒流源驅(qū)動(dòng)白光LEDLT6100:固定增益可選的差分放大器電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)LT1635片內(nèi)自帶基準(zhǔn)的運(yùn)放；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)Vout1=-I*Rs*5+VinVout2=-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；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)數(shù)控恒流源（應(yīng)用一）電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)開關(guān)電源的元件構(gòu)成開關(guān)電源的基本元件：有源開關(guān)(Switch)二極管(Diode)電感(Inductor)電容器(Capacitor)變壓器(Transformer)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)開關(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電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)T截止，D導(dǎo)通，uE≈－UD；L釋放能量，C放電。T、D均工作在開關(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)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)②波形分析及輸出電壓平均值關(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。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)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)制式：UO↑→T↑Ton

↓→δ↓→UO↓在串聯(lián)開關(guān)型穩(wěn)壓電路中UO<UI，故為降壓型電路。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)④脈寬調(diào)制電路的基本原理比較放大電路電壓比較器調(diào)整管UO↑→UN1↑→UO1↓(UP2↓)→uB1的占空比δ↓→UO↓UO↓→UN1↓→UO1↑

(UP2↑)→uB1的占空比δ↑→UO↑uP2與uB1占空比的關(guān)系UP2↑δ↑穩(wěn)壓原理：電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)非隔離降壓開關(guān)穩(wěn)壓電路（Buck電路）Uo/Ui=ton/(ton+toff)=ΔL>2*(Vi-Vo)*Ton/IomaxF=1/

[2pi*(LC)0.5]<Fpwm/10電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)非隔離型升壓開關(guān)穩(wěn)壓電路（Boost電路）Uo/Ui=1/（1-Δ）L=Vi*Ton*Toff/[2*Io*(Ton+Toff)]F=1/

[2pi*(LC)0.5]<Fpwm/10電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)非隔離型反壓電路（Cuk）UiIDUoIDSIDVDIDCIDLUo/Ui=-Δ/（1-Δ）L為傳輸能量的器件電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)自動(dòng)升降壓變換器（Buck-Boost）N2C1TC2L2RUoVDL1SUiUo/Ui=-Δ/（1-Δ）

電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)SEPIC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開關(guān)電源在很多時(shí)候，設(shè)計(jì)者們總是要面對(duì)一組非孤立存在的電源規(guī)格參數(shù)，其中輸出電壓介于輸入電壓的最大值與最小值之間。他們必須在SEPIC及反激式拓?fù)渲g作出選擇。通常，他們會(huì)選擇反激式拓?fù)?，主要原因是?duì)SEPIC缺乏了解，而這種選擇可能并不是最合理的；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)這種電路的電流和電壓波形與連續(xù)電流模式(CCM)反向電路類似。開啟Q1時(shí)，其利用耦合電感主級(jí)的輸入電壓，在電路中形成能量。關(guān)閉Q1時(shí)，電感的電壓逆轉(zhuǎn)，然后被鉗制到輸出電壓。電容C_AC便為SEPIC與反向電路的差別所在;Q1開啟時(shí)，次級(jí)電感電流流過(guò)它然后接地。Q1關(guān)閉時(shí)，主級(jí)電感電流流過(guò)C_AC，從而增加流經(jīng)D1的輸出電流。相比反向電路，這種拓?fù)涞囊粋€(gè)較大好處是FET和二極管電壓均受到C_AC的鉗制，并且電路中很少有振鈴。這樣，我們便可以選擇使用更低的電壓，并由此而產(chǎn)生更高功效的器件?？刹捎民詈想姼谢蛘邇蓚€(gè)分立的電感；輸入輸出隔離，具備短路保護(hù)；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)SEPIC自動(dòng)升降壓電路LTC1871SEPIC自動(dòng)升降壓集成電源芯片電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)同步整流電路設(shè)計(jì)采用MOS管替代傳統(tǒng)BUCK,BOOST電路中的二極管；通過(guò)控制四個(gè)MOS管的不同工作狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)BUCK,BOOST功能的切換；優(yōu)點(diǎn)：1.當(dāng)輸出電壓低時(shí)，效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)；2.可大大改善開關(guān)電源的瞬態(tài)負(fù)載響應(yīng)；3.降低自身發(fā)熱，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；缺點(diǎn)：靜態(tài)功耗有所增加；成本增加；控制電路復(fù)雜；需要有完善的死區(qū)時(shí)間控制，否則有共態(tài)導(dǎo)通現(xiàn)象，增大損耗及不安全性；同步降壓整流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)同步升壓整流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)完整的可實(shí)現(xiàn)升降壓功能的同步整流拓?fù)浣祲耗Ｊ剑篞4保持直通，Q3截止；Q1，Q2為互補(bǔ)對(duì)稱的PWM導(dǎo)通；升壓模式：Q1保持直通，Q2截止；Q3，Q4為互補(bǔ)對(duì)稱的PWM導(dǎo)通；當(dāng)Vin較低，譬如低于5V以下時(shí),四個(gè)管子的導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)較為困難；因此為了保證在Vin較大范圍時(shí)電路都能自動(dòng)升降壓，需要對(duì)每個(gè)MOS管采用自舉升壓的高速驅(qū)動(dòng)；設(shè)計(jì)分立的自舉升壓電路復(fù)雜度較高，電路面積大，因此可采用合適的集成驅(qū)動(dòng)芯片，但可工作于低壓范圍的驅(qū)動(dòng)芯片選型較難；為了保證較高的效率，通常要減小驅(qū)動(dòng)PWM的頻率，但也就相對(duì)來(lái)說(shuō)要求選擇較大的電感，電感飽和可能性變大，需要有足夠余量；效率高，電感大，則需要較大的電容構(gòu)成LC才能獲得較低的紋波；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)基于TPS40190的同步降壓整流集成芯片電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)TL5001構(gòu)成的分立同步降壓整流DC-DC穩(wěn)壓電源電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)非隔離型降壓開關(guān)電源應(yīng)用電路電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)非隔離降壓開關(guān)電源電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)非隔離升壓應(yīng)用電路電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)隔離型開關(guān)變換器S2S1LCRN1N1N2N2UiUoT1．推挽型變換器S1和S2輪流導(dǎo)通，將在二次側(cè)產(chǎn)生交變的脈動(dòng)電流，經(jīng)過(guò)全波整流轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，再經(jīng)L，C濾波，送給負(fù)載。由于電感L在開關(guān)之后，所以當(dāng)變比為1時(shí)，它實(shí)際上類似于降壓變換器。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)2．半橋型變換器C2UiS2S1LRN1N2N2UoTC1C2當(dāng)S1和S2輪流導(dǎo)通時(shí)，一次側(cè)將通過(guò)電源-S1-T-C2-電源及電源-C1-T-S2-電源產(chǎn)生交變電流，從而在二次側(cè)產(chǎn)生交變的脈動(dòng)電流，經(jīng)過(guò)全波整流轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，再經(jīng)L、C濾波，送給負(fù)載。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)3．全橋型變換器CUiS3S2LRN1N2N2UoTS4S1當(dāng)S1、S3和S2、S4兩兩輪流導(dǎo)通時(shí)，一次側(cè)將通過(guò)電源-S2-T-S4-電源及電源-S1-T-S3-電源產(chǎn)生交變電流，從而在二次側(cè)產(chǎn)生交變的脈動(dòng)電流，經(jīng)過(guò)全波整流轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，再經(jīng)L、C濾波，送給負(fù)載。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)4．正激型變換器TN3CLRN2UoSN1VD2VD3Ui當(dāng)S導(dǎo)通時(shí)，原邊經(jīng)過(guò)輸入電源-N1-S-輸入電源，產(chǎn)生電流。當(dāng)S斷開時(shí)，N1能量轉(zhuǎn)移到N3，經(jīng)N3-電源-VD3向輸入端釋放能量，避免變壓器過(guò)飽和。VD1用于整流，VD2用于S斷開期間續(xù)流。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)5．隔離型Cuk變換器N2C12TC2L2RUoSN1VDUiL1C11當(dāng)S導(dǎo)通時(shí)，Ui對(duì)L1充電。當(dāng)S斷開時(shí)，Ui+EL1對(duì)C11及變壓器原邊放電，同時(shí)給C11充電，電流方向從上向下。附邊感應(yīng)出脈動(dòng)直流信號(hào)，通過(guò)VD對(duì)C12反向充電。在S導(dǎo)通期間，C12的反壓將使VD關(guān)斷，并通過(guò)L2、C2 濾波后，對(duì)負(fù)載放電。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)開關(guān)電源實(shí)例運(yùn)放U2A用來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓；U2B用來(lái)設(shè)定最大的恒流值；穩(wěn)壓二極管與三極管用來(lái)做過(guò)壓保護(hù)；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)開關(guān)型恒流源電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)直流電源的并聯(lián)均流設(shè)計(jì)輸出阻抗法；主從均流法；平均電流自動(dòng)均流法；最大電流自動(dòng)均流法；外加均流控制器法；最大電流均流法：在n個(gè)并聯(lián)的模塊中，輸出電流最大的模塊，將自動(dòng)成為主模塊，其余的模塊則為從模塊。各從模塊的電壓誤差依次被整定，以校正負(fù)載電流分配的不均衡。采用這種方法可以較好地實(shí)現(xiàn)冗余，不會(huì)因某一個(gè)模塊的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。UCC29002則為采用最大電流均流法的控制器；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓電源的設(shè)計(jì)直流電源的并聯(lián)均流設(shè)計(jì)擬設(shè)計(jì)制作兩路數(shù)控的直流穩(wěn)壓電源，兩路電源可獨(dú)立使用，也可以組合使用，在組合使用時(shí)可以選擇并聯(lián)/串聯(lián)模式，在并聯(lián)使用時(shí)自動(dòng)均衡兩路的輸出電流，同時(shí)具有過(guò)流功能。方案一：分為主、從兩個(gè)電路；主電路負(fù)責(zé)穩(wěn)