廉价,精密电源

文章借助于:吉姆麦克城

这种设计思路介绍了具有热过载保护和短路保护的精密电源,并可以提供100mA的输出电流。

您有时需要廉价的精密电源吗?这种设计思想介绍了具有热过载保护和短路保护的精密电源,并可以提供电流100mA。我需要这种电源,我开始使用Google寻找一个可能在Web上可用的合适电路。我没有找到可接受的解决方案,但我确实得到了一些让我开始这个设计的想法。

该电路围绕LM317L电压调节器设计。是的,这是一个旧的调节器类型,但它仍处于积极使用,很便宜,而且很容易提供。这个电路,图1,使用从LM317L输出到其调节引脚的反馈回路中的轨到轨(输入和输出)运算放大器。廉价的LM4040Biz精密电压参考参考用于为运算放大器建立0.2%的电压参考。

图1该电源电路围绕LM317L电压调节器设计。

我发现了LM317的Spice模型ltspice groups.io网站(ltspice @ groups.io),并耗尽了一些模拟,以查看是否可以实现稳定的配置。根据LTSPICE模拟和香料模型,所得到的配置,保守稳定,具有约70度的相位裕度。与LM317L输出串联的3.3Ω电阻可能是违反直觉的,但可以很好地增加电路的稳定性,电阻器中的功率损耗仅33MW,输出电流100mA。

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反馈循环保持电路的输出阻抗非常低(图2.),所以3.3Ω电阻不是一个问题。输出滤波电容C4有助于回路稳定性。环路稳定,具有等于10UF的值的值,但较大的22UF值为保守设计提供了更多的余量。R7和R8的低值确保实现最小所需的输出电流,并且它们也使反馈回路更稳定。

图2.反馈循环保持电路的输出阻抗非常低。

LM317L的示意图有所不同,取决于制造商,而且,LM317的LTSPICE模型也可能无法精确地模拟设备,因此我选择在稳定环路时使用丰富的小心。

请注意,不需要R9-C5滤波器对引用的输出。它是消除LM4040Biz产生的大部分噪声。OP放大器电路和输出电容C4提供的重过的过滤可能是足够的。

我构建并测试了该电路,它按预期执行。我使用了两个匹配电阻,R7和R8标称值243Ω,电路精确为0.2%,输出电压为4.99V。并且,如LTSPICE仿真所预测的,反馈回路稳定,负载小于10mA,也具有100mA的最大负载。

当1%电阻用于R7和R8时,输出电压的最坏情况是1.2%。当匹配对用于R7和R8时,电压精度接近0.2%。有关更多精度和更高的成本,您可以使用以0.1%的电压精度指定的LM4040。我的结果表明,电路效果均配有低成本精密电源,最高可达100mA输出电流。

本文最初发布edn.

吉姆麦克卢卡斯30年后在生产工程工作30年后从惠普公司退役,并进行了模拟和数字电路的设计和测试。

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