高精度低壓差直流穩(wěn)壓電源的設計

　　3．2 調整管的選取與靜態(tài)工作點的設置

　　調整管VQ1和VQ2主要參數(shù)：(1)反向電壓VCEO不小于Vin的2 倍的裕量；(2)最大允許電流ICM，不小于輸出電流I0的2倍的裕量；(3)耗散功率PCM應在功率損耗的安全區(qū)內；通常為了安全可靠，參數(shù)應按照實際值的幾倍選取。設置適當?shù)撵o態(tài)工作點(即確定基極靜態(tài)電流Ih，發(fā)射極電流Ie，集電極一發(fā)射極靜態(tài)電壓Uce)，可以在保證輸出穩(wěn)定精度的同時使調整管的損耗最小。合適的靜態(tài)工作點首先要求調整管工作在放大狀態(tài)，其次要滿足電網(wǎng)和負載波動情況下，Ib、Ie、Ucc盡量小，以減少損耗。設置靜態(tài)工作點要選擇合適的驅動管VQ1和偏置電阻R8、R9。VQ1的靜態(tài)工作點為：

　　式中，Irg為運放的控制輸出信號，Vin為電源電壓，Vcc為5 V輸出電壓，RL為額定負載200Ω，VD是二極管導通電壓0．7V。

　　由式(3)和(4)可以確定VQ2的參數(shù)，然后，計算電阻R9：

　　使用放大倍數(shù)β1、β2在30-80之間的調整管，放大倍數(shù)較大的調整管消耗功率較小，但穩(wěn)定性降低，這里選取β為50，設計供電電源在5．2～9 V之間波動，為了防止電源電壓高時燒毀調整管VQ2，加約1 kΩ的電阻R8以限流保護。

　　3．3 過流保護電路的設計

　　圖3中，電阻Ri與三極管VQ3組成過流保護環(huán)節(jié)。輸出電流過大時，取樣電阻Ri上的電壓大于0．7 V，VQ3導通，迫使調整管基極電壓Vbe降低，直到關閉電源輸出。R4=0．7／kIC。其中，LC為輸出電流，K為最大過流系數(shù)，通常取值約1．5。 R7=(Vcc-Uce3)／Ie3≈Vrg/Ic3，限制Ic3不宜過大，以免VQ3過流損壞。

　　4 試驗

　　圖4為設計的一個直流穩(wěn)壓電源模塊，輸入電源為直流5～9 V的蓄電池組；分別對設計電路進行電源特性和負載特性試驗，其中負載特性試驗以輸入的6．5 V蓄電池模擬實際使用工作環(huán)境。圖5為其試驗記錄結果。輸出紋波試驗數(shù)據(jù)，當電源輸入電壓為5-11 V，輸出紋波為5～8 mV。

　　5 結束語

　　通過分析與試驗可看出，該直流電源穩(wěn)壓模塊具有穩(wěn)壓精度高、負載特性好等特點，且電路簡單，另外可利用接口P0監(jiān)測實際電源，此電路已投入生產，通過實踐檢驗該電路設計性能可靠，耗電少，可很好滿足單電源供電應用情況。