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电路PK赛+低成本运放做正负线性稳压电源

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童生

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发表于 2019-12-14 09:46:09 |显示全部楼层

写在前面:

在模拟电路中经常使用到负压电源,电源的质量关系到整个系统的性能。楼主工作中就遇到过这些问题,比如直调激光器的驱动,APD电源等等。当然这些场合楼主最后都使用了业内最好的LDO,正压的LT3042,负压的LT3093。价格也算是同类型产品里最高的,LT3093甚至每颗要40多RMB。虽然这部分成本和整个产品相比微不足道,但是对于普通应用就比较尴尬了,负压线性稳压器大部分都是79系列芯片,LDO更是寥寥无几,在某创商城筛选,低价格的基本只有特瑞仕的两个型号芯片。

于是乎,楼主萌生了这个想法:能不能使用运放搭建一个稳压器?这样的电路在性能上和集成芯片有多大差距?使用什么样的运放效果最好?

先提前透露下楼主的思路:针对负电源,楼主想参考LT3093内部结构,制作封装成一个小板子,代替芯片。针对正电源,市场上有非常多的优秀芯片可供选择,楼主瞄向超大电流的应用场合,使用LT3080或运放设计一个大电流的稳压电路。楼主其实推荐前者,毕竟是专用芯片,淘宝上又有便宜的拆机货。


下图是LT3093的内部结构:




LT3093.png




删去快速启动、使能、良好反馈等电路后是这样:


LT3093自制.png

再去除温度保护、限流等电路:


LT3093最简

LT3093最简

一个基本的线性稳压器的结构就浮现出来了。


附上仿真:

LT3093NPN.png
LT3093NMOS.png

分立LT3093仿真.zip (323.68 KB, 下载次数: 6)


发现纹波抑制比在1K左右有个临界点,大于此值纹波抑制比会突然降为0,应该是仿真设置问题,具体效果还要看实际电路。


下面是实际设计过程:

绘制原理图,用层次化方式,子图对应LDO芯片内部结构。

批注 2019-12-17 213247.png

批注 2019-12-17 213639.png

完成PCB设计

批注 2019-12-17 215035.png

中间小框相当于一颗6脚芯片,对应LT3093这类电流源基准的LDO,外面大框就是一整个LDO模块了。


(更新中。。。)





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童生

该用户从未签到

发表于 2019-12-26 13:05:24 |显示全部楼层

二楼放一个大电流的正线性稳压电路。

由于正线性稳压器有非常多可供选择的型号,运放+调整管的结构已经过于简单,而且实现起来不方便。楼主选择用专用的LDO+外挂调整管,实现大电流的稳压。电路如下:




批注 2019-12-26 213639.png


楼主在LT3080大电流应用的基础上增加了高侧电流监控器,输出电流信号引回LT3080的SET引脚,理论上可以实现限流保护功能。JP3、JP4两个接口分别是电压设置和限流设置脚,可以接到单片机,用DAC设置,成为一个数控电源。


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    发表于 2019-12-27 08:53:47 来自手机 |显示全部楼层
    很不错的分享
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