高精度低壓差直流穩壓電源的設計

　　3．2 調整管的選取與靜態(tài)工作點(diǎn)的設置

　　調整管VQ1和VQ2主要參數：(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內；通常為了安全可靠，參數應按照實(shí)際值的幾倍選取。設置適當的靜態(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)，可以在保證輸出穩定精度的同時(shí)使調整管的損耗最小。合適的靜態(tài)工作點(diǎn)首先要求調整管工作在放大狀態(tài)，其次要滿(mǎn)足電網(wǎng)和負載波動(dòng)情況下，Ib、Ie、Ucc盡量小，以減少損耗。設置靜態(tài)工作點(diǎn)要選擇合適的驅動(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，然后，計算電阻R9：

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

　　3．3 過(guò)流保護電路的設計

　　圖3中，電阻Ri與三極管VQ3組成過(guò)流保護環(huán)節。輸出電流過(guò)大時(shí)，取樣電阻Ri上的電壓大于0．7 V，VQ3導通，迫使調整管基極電壓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，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

　　圖4為設計的一個(gè)直流穩壓電源模塊，輸入電源為直流5～9 V的蓄電池組；分別對設計電路進(jìn)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(shí)際使用工作環(huán)境。圖5為其試驗記錄結果。輸出紋波試驗數據，當電源輸入電壓為5-11 V，輸出紋波為5～8 mV。

　　5 結束語(yǔ)

　　通過(guò)分析與試驗可看出，該直流電源穩壓模塊具有穩壓精度高、負載特性好等特點(diǎn)，且電路簡(jiǎn)單，另外可利用接口P0監測實(shí)際電源，此電路已投入生產(chǎn)，通過(guò)實(shí)踐檢驗該電路設計性能可靠，耗電少，可很好滿(mǎn)足單電源供電應用情況。