电源电路设计分析实例(经典分析).doc

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1、电源电路设计分析实例（经典分析）众所皆知，电源电路设计，乃是在整体电路设计中最基础的必备功夫，因此，在接下来的文章中，将会针对实体电源电路设计的案例做基本的探讨。电源device电路※输出电压可变的基准电源电路（特征：使用专用IC基准电源电路）   图1是分流基准（shuntregulator）IC构成的基准电源电路，本电路可以利用外置电阻Vr1与R3的设定，使输出电压在+2.5V-5V范围内变化，输出电压Vout可利用下式求得：  ----------------------（1） Vref：内部的基准电压。

2、 图中的TL431是TI的编号，NEC的编号是μPC1093，新日本无线电的编号是NJM2380，日立的编号是HA17431，东芝的编号是TA76431。 　 ※输出电压可变的高精度基准电源电路（特征：高精度、电压可变）    类似REF-02C属于高精度、输出电压不可变的基准电源IC，因此设计上必需追加图2的OP增幅IC，利用该IC的gain使输出电压变成可变，它的电压变化范围为+5-+10V。 ※利用单电源制作正负电压同时站立的电源电路（特征：正负电压同时站立）   虽然电池device的电源单元，通常是由

3、电池构成单电源电路，不过某些情况要求电源电路具备负电源电压。    图3的电源电路可输出由单电源送出的稳定化正、负电源，一般这类型的电源电路是以正电压当作基准再产生负电压，因此负电压的站立较缓慢，不过图3的电源电路正、负电压却可以同时站立，图4中的TPS60403IC可使输入的电压极性反转。 ※40V最大输出电压的SerialRegulator（特征：可以输出三端子RegulatorIC无法提供的高电压）   虽然三端子RegulatorIC的输出电压大约是24V，不过若超过该电压时电路设计上必需与IC以dis

4、klead等组件整合。    图5的SerialRegulator最大可以输出+40V的电压，图中D2Zener二极管的输出电压被设定成一半左右，再用R7VR1R8将输出电压分压，使该电压能与VZ2的电压一致藉此才能决定定数。必需注意的是R7R8若太大的话，会引发输出电压噪声上升与波动等问题；反R7R8之若太小的话，会有发热耗损电力之虞，因此一般以R7R82-5K比较合适。※输出电压为40-80的SerialRegulator（特征：利用disklead组件输出高电压）   图6是可以输出电压为40-80的Se

5、rialRegulator，由于本电路的输出电压非常高，因此无法使用OP增幅IC。图中的VCEO是利用120V的2SC2240-GR构成误差增幅器。此外本电路还追加TR5与Cascode增幅器，藉此改善误差增幅器的频率特性。    2SK373-Y是VDS="100V的FET"，它可以构成高耐压的定电流电源。除了FET之外还可以使用最大使用电压为100V，定格电力为300MW，石冢电子的定电流二极管E-202。  　※输出电压为150V的高电压SerialRegulator（特征：设有输出短路保护电路）   如

6、图7所示本SerialRegulator的base的共通增幅电路与OP增幅器输出端连接，因此可以输出高电压。如果输出发生短路的话，TR3的保护电路就会动作，TR3将流入120MA限制在范围内，此时输入电压会施加至TR2的drain与source之间，所以会有20W左右的损失。  ※输出电压为400V的高电压SerialRegulator（特征：设有输出短路保护电路）   如图8所示误差增幅器的基准电位与输出电位连接，形成浮动增幅型SerialRegulator。虽然电源变压器（transistor）必需使用误差

7、增幅器专用的绕线，不过误差增幅器是由OP增幅器构成，因此非常适用于高电压Regulator。此外为避免输出短路时的大电力损失，因此保护电路具备倒V型特性。 ※TO-220封装的非绝缘型StepDownConverter（特征：无封装面积变大之虞，可将线性电源变成switching电源）   三端子Regulator的损失若超过3W时，冷却片的面积会变得非常大，因此必需改用非线性而且效率极高较不易发热的switchingtypeDC-DCConverter，不过实际上由于DC-DCConverter使用的组件数量

8、非常多，因此有可能造成封装面积过大等问题。    如图9所示若使用与三端子Regulator同级的T0-220封装控制IC，就能获得输入电压为8-24V，输出5V，电流为3.5A的StepDownConverter。这种Converter最大特征是结构简单动作稳定，而且使用组件的数量非常少，因此不需刻意变更印刷电路板的pattern，或是担心封装面积变大等困扰，虽然价格稍为偏高不过Se