
众所周知,电源电路设计是整体电路设计中最基础且关键的环节。本文将通过实际案例,对电源电路的设计进行简要分析与探讨。
1、 一种采用专用IC实现输出电压可调的基准电源电路。
2、 图1所示为采用分流稳压器IC构成的基准电源电路,通过调节外部电阻Vr1与R3的阻值,可使输出电压在2.5V至5V范围内连续可调。输出电压Vout可通过特定公式进行计算确定,实现精确的电压输出控制。
3、 Vref:芯片内部提供的参考电压。
4、 图中所示TL431为德州仪器的型号,其他厂商对应型号分别为:NEC的μPC1093、新日本无线电的NJM2380、日立的HA17431以及东芝的TA76431。
5、
6、 一种具备高精度且输出电压可调节的基准电源电路。
7、 REF-02C为高精度固定输出电压的基准电源IC,需配合图2所示的运算放大器IC使用。通过该放大器的增益调节功能,可将输出电压调整为可变模式,实现5至10V范围内的连续调节,从而满足不同应用对电压灵活性的需求。
8、 采用单电源设计实现正负电压同步输出的电路,具备双极性供电特性。
9、 电池供电设备通常采用单一正电源,但在某些应用中,电路设计需要同时提供负电压输出以满足工作需求。
10、 图3所示电源电路能由单一电源输出稳定的正负电压。传统此类电路通常以正电压为基准生成负电压,导致负压建立较慢;而该电路可实现正负电压同步启动。图4中的TPS60403芯片具备输入电压极性反转功能,有效支持该特性,提升电源响应速度与稳定性。
11、 支持最高40V输出电压的串行稳压器,具备三端稳压器IC无法实现的高电压输出特性,适用于需要较高输出电压的电源场景。
12、 三端稳压器IC的输出电压约为24V,若超出此范围,需在电路设计中通过碟形引线等元件与IC集成以确保稳定工作。
13、 图5所示的串联稳压电路最高可输出40V电压。设计中将D2稳压二极管的参考电压设定为输出电压的一半左右,再通过R7、VR1与R8组成的分压网络对输出电压进行采样,使其与VZ2的基准电压相匹配,从而实现稳定输出。在选择R7和R8阻值时需特别注意:若阻值过大,易导致输出电压噪声增加及波动加剧;若阻值过小,则电阻功耗上升,产生过多热量。综合考虑稳定性与功耗,通常建议将R7与R8的阻值控制在2至5千欧之间,以达到最佳工作状态。
14、 串行稳压器输出电压范围为40至80,其特点在于采用磁盘引线元件实现高压输出。
15、 图6所示为输出电压40至80伏的串联稳压电路。由于输出电压较高,无法采用常规运算放大器IC。电路中使用耐压120伏的2SC2240-GR晶体管作为误差放大器的VCEO元件。同时,增设了TR5与共基极放大结构组成的级联放大器,用以提升误差放大环节的高频响应性能,改善整体频率特性,确保高电压输出下的稳定性和动态响应能力。
16、 2SK373-Y是一种耐压达100V的场效应管,适用于构建高耐压恒流电源。除该FET外,还可选用石冢电子生产的E-202型恒流二极管,其最高工作电压为100V,额定功率300mW,同样适合此类应用。