高精度低壓差直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

　　3．2 調(diào)整管的選取與靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置

　　調(diào)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(yīng)在功率損耗的安全區(qū)內(nèi)；通常為了安全可靠，參數(shù)應(yīng)按照實(shí)際值的幾倍選取。設(shè)置適當(dāng)?shù)撵o態(tài)工作點(diǎn)(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(shí)使調(diào)整管的損耗最小。合適的靜態(tài)工作點(diǎn)首先要求調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，其次要滿足電網(wǎng)和負(fù)載波動(dòng)情況下，Ib、Ie、Ucc盡量小，以減少損耗。設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)要選擇合適的驅(qū)動(dòng)管VQ1和偏置電阻R8、R9。VQ1的靜態(tài)工作點(diǎn)為：

　　式中，Irg為運(yùn)放的控制輸出信號(hào)，Vin為電源電壓，Vcc為5 V輸出電壓，RL為額定負(fù)載200Ω，VD是二極管導(dǎo)通電壓0．7V。

　　由式(3)和(4)可以確定VQ2的參數(shù)，然后，計(jì)算電阻R9：

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

　　3．3 過(guò)流保護(hù)電路的設(shè)計(jì)

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

　　4 試驗(yàn)

　　圖4為設(shè)計(jì)的一個(gè)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(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行電源特性和負(fù)載特性試驗(yàn)，其中負(fù)載特性試驗(yàn)以輸入的6．5 V蓄電池模擬實(shí)際使用工作環(huán)境。圖5為其試驗(yàn)記錄結(jié)果。輸出紋波試驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)電源輸入電壓為5-11 V，輸出紋波為5～8 mV。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)分析與試驗(yàn)可看出，該直流電源穩(wěn)壓模塊具有穩(wěn)壓精度高、負(fù)載特性好等特點(diǎn)，且電路簡(jiǎn)單，另外可利用接口P0監(jiān)測(cè)實(shí)際電源，此電路已投入生產(chǎn)，通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)該電路設(shè)計(jì)性能可靠，耗電少，可很好滿足單電源供電應(yīng)用情況。