輸出可調電源的設計思路
發布時間:2022-09-08 來源:金升陽 責任編輯:wenwei
【導讀】隨(sui)著(zhe)電(dian)器(qi)的(de)豐(feng)富(fu),用(yong)電(dian)場(chang)所(suo)的(de)增(zeng)加(jia),常(chang)規(gui)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)已(yi)不(bu)滿(man)足(zu)多(duo)樣(yang)化(hua)使(shi)用(yong)場(chang)景(jing)的(de)要(yao)求(qiu)。特(te)別(bie)當(dang)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)與(yu)供(gong)電(dian)設(she)備(bei)距(ju)離(li)較(jiao)遠(yuan)時(shi),途(tu)中(zhong)導(dao)線(xian)帶(dai)來(lai)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)無(wu)法(fa)忽(hu)略(lve),它(ta)會(hui)降(jiang)低(di)負(fu)載(zai)的(de)實(shi)際(ji)供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya),影(ying)響(xiang)用(yong)電(dian)質(zhi)量(liang)。為(wei)了(le)兼(jian)顧(gu)所(suo)有(you)用(yong)電(dian)者(zhe),輸(shu)出(chu)可(ke)調(tiao)的(de)電(dian)源(yuan)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng)。
二、常見方式
目(mu)前(qian),常(chang)規(gui)的(de)可(ke)調(tiao)電(dian)源(yuan)是(shi)將(jiang)電(dian)壓(ya)采(cai)樣(yang)回(hui)路(lu)中(zhong),用(yong)阻(zu)值(zhi)可(ke)調(tiao)的(de)電(dian)阻(zu)代(dai)替(ti)穩(wen)定(ding)阻(zu)值(zhi)的(de)電(dian)阻(zu),實(shi)現(xian)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)可(ke)調(tiao)的(de)功(gong)能(neng)。在(zai)可(ke)調(tiao)電(dian)壓(ya)設(she)置(zhi)上(shang),一(yi)般(ban)遵(zun)循(xun)“上偏範圍≥下偏範圍”的策略。畢竟電壓高了,後端可以通過走線等方式把電壓降下來。但電壓低了就真的低了,巧婦難為無米之炊。
一般的電壓采樣電路,將電阻換成可調電阻,有以下兩種方式,均可實現輸出電壓調整的功能。
(1)當可調電阻放低端時
可ke調tiao電dian阻zu的de變bian化hua影ying響xiang采cai樣yang電dian流liu,繼ji而er影ying響xiang輸shu出chu電dian壓ya,參can數shu計ji算suan設she計ji稍shao複fu雜za,且qie阻zu值zhi較jiao大da,選xuan型xing麻ma煩fan。可ke調tiao電dian阻zu的de變bian化hua會hui影ying響xiang采cai樣yang電dian流liu,為wei確que保bao調tiao整zheng率lv性xing能neng,我wo們men一yi般ban設she置zhi采cai樣yang電dian流liu比bi流liu入ruTL431參考腳的電流大100倍,實現性能可控。
(2)當可調電阻放高端時
可ke調tiao電dian阻zu變bian化hua直zhi接jie影ying響xiang輸shu出chu電dian壓ya,參can數shu設she計ji較jiao直zhi觀guan,斜xie率lv變bian化hua小xiao。但dan由you於yu高gao端duan電dian阻zu參can與yu產chan品pin環huan路lu調tiao整zheng,在zai調tiao整zheng輸shu出chu電dian壓ya時shi,會hui讓rang產chan品pin的de環huan路lu增zeng益yi和he相xiang位wei裕yu量liang變bian化hua。而er這zhe兩liang者zhe的de變bian化hua是shi非fei線xian性xing的de,會hui增zeng加jia了le產chan品pin的de不bu確que定ding性xing。同tong時shi,當dang輸shu出chu端duan產chan生sheng過guo電dian壓ya擾rao動dong時shi,高gao端duan的de可ke調tiao電dian阻zu將jiang承cheng受shou部bu分fen應ying力li,長chang期qi以yi往wang會hui降jiang低di可ke調tiao電dian阻zu的de可ke靠kao性xing,影ying響xiang產chan品pin壽shou命ming。因yin此ci,我wo們men放fang在zai高gao端duan的de電dian阻zu封feng裝zhuang一yi般ban在zai0805或以上,低端的電阻封裝在0603或以下。
三、電路對比
以24V輸出為例,圖3a為(wei)采(cai)樣(yang)電(dian)路(lu)參(can)數(shu)相(xiang)近(jin)情(qing)況(kuang)下(xia),兩(liang)者(zhe)的(de)變(bian)化(hua)斜(xie)率(lv)對(dui)比(bi)圖(tu)。明(ming)顯(xian)看(kan)出(chu)可(ke)調(tiao)電(dian)阻(zu)放(fang)低(di)端(duan)時(shi),輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)受(shou)阻(zu)值(zhi)變(bian)化(hua)影(ying)響(xiang)較(jiao)大(da),且(qie)斜(xie)率(lv)單(dan)調(tiao)變(bian)化(hua)。可(ke)調(tiao)電(dian)阻(zu)放(fang)高(gao)端(duan)時(shi),輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)受(shou)阻(zu)值(zhi)變(bian)化(hua)影(ying)響(xiang)較(jiao)小(xiao),斜(xie)率(lv)幾(ji)乎(hu)不(bu)變(bian)。若(ruo)高(gao)端(duan)的(de)電(dian)路(lu)想(xiang)實(shi)現(xian)如(ru)此(ci)寬(kuan)的(de)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua),需(xu)同(tong)時(shi)減(jian)小(xiao)采(cai)樣(yang)電(dian)路(lu)阻(zu)值(zhi),結(jie)果(guo)如(ru)圖(tu)3b所示。
綜上所述,由於高端設計會引起產品可靠性問題,並使環路設計難度加大,故一般設計都把可調電阻設計在低端。
四、電路優化及優勢
raner,zheliangzhongdianlusuiranjiandan,danshizaiketiaodianzuyichangduanluhou,chanpinjiangkaihuan,shuchudianyawuxianzhishangsheng,zaochenghouduanchanpindeguodianyasunhuai。duici,xuyaoewaizengjiashuchuguoyabaohuxianzhi。tongshi,youyujixieshiketiaodianzushouwenduyingxiangda,gaodiwenxiaqijianderezhanglengsuohuirangchudianpianyi,daozhishuchudianyabodong,zaochengdianyawenpiaowenti。ruobuduiketiaodianzujiayixianzhi,dianzuzuzhidewenpiaojiangyingxiangshuchudianya,yanzhongdejiangdiaochudianyajingdu。yishangdiduandeR71、R71B,高端的R72為其中一種串聯限製方式。
除了串聯以外,並聯也是一種可降低電阻阻值溫飄影響的方式。但在使用低端電路控製時,一般不會將可調電阻直接並聯在TL431參考腳與地兩端,否則當可調電阻阻值在零附近變化時,輸出電壓將呈指數上升,難以控製。因此,優化後使用圖4chuanbingliandexianzhifangshi。zheyidianluhainengquebao,wulunketiaodianzuduanluhaishiduanlu,qishuchudianyajunkeyiyouqitadianzuqianweikongzhi,buzhiyuchanshengchanpinkaihuan,dianyachixushangshengdewenti。
suirangaidianlukekaoxinggenggao,danyinweiyinrulesangeweizhishu,xuewaishedingyigetiaojian,huishijisuangengjiafuza,keyinizhicanshujisuanbiao,shixianyilaoyongyi。zaiguidingketiaoshangxiaxianhou,chanpinshuchudianyazongtidebianhuaqushirutu5所示,可見圖1與圖4變化規律類似,均呈現斜率逐漸變化的趨勢。但是圖4與圖1相比,前半段變化更急,後半段變化更緩。可利用此規律,將額定電壓設置在可調電阻阻值後半段區域,降低可調電阻溫飄的影響。
除chu了le降jiang低di溫wen飄piao影ying響xiang以yi外wai,巧qiao妙miao利li用yong該gai規gui律lv還hai可ke提ti升sheng用yong戶hu使shi用yong滿man意yi度du和he生sheng產chan效xiao率lv。對dui於yu大da部bu分fen使shi用yong者zhe來lai說shuo,最zui常chang使shi用yong的de還hai是shi額e定ding電dian壓ya值zhi,如ru果guo此ci處chu斜xie率lv變bian化hua過guo大da,就jiu會hui出chu現xian使shi用yong者zhe稍shao微wei用yong力li調tiao整zheng旋xuan鈕niu,產chan品pin輸shu出chu電dian壓ya就jiu變bian化hua很hen大da的de情qing況kuang,需xu要yao使shi用yong者zhe反fan複fu調tiao整zheng至zhi所suo需xu電dian壓ya值zhi,不bu便bian於yu使shi用yong。而er在zai生sheng產chan上shang同tong理li,若ruo輸shu出chu電dian壓ya的de變bian化hua比bi自zi動dong調tiao壓ya的de機ji器qi還hai靈ling敏min,則ze需xu要yao人ren工gong介jie入ru調tiao整zheng,否fou則ze機ji器qi將jiang一yi直zhi在zai循xun環huan做zuo無wu用yong功gong,降jiang低di生sheng產chan效xiao率lv。
五、小結
可調電路雖設計簡單,但通過多種變化,可滿足不同的要求,實現生產效益的最大化。目前,金升陽的15-75W的開關電源LM係列、LOF225-20Bxx等產品均使用該電路方案。我們秉承著把難題留給自己,把便利留給客戶的精神,不斷創新,持續優化,為客戶提供更優質的產品。
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