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发表于 2018-7-13 11:49:36
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本帖最后由 wuxiaoluo 于 2018-7-13 11:56 编辑
串联稳压的损耗是调整管的压降造成的,所以压降越少,输出电压越大,效率越高。
P消耗 = (Vin-Vout)*I ,消耗功耗跟电流和压差成正比
效率 = (Vout/Vin)
所以输出电压越小,压差越大,效率越低。 输入 8V,输出 5V , 效率为 5/8 即 62.5%
如果低压差,6V输入,5V输出 , 效率为 5/6 即 83.3%
换成输入 13V,输出12V,效率为 92.3%。
一般的线性稳压电源都是采样透过调整管放大进行调整,放大1000倍意味着电压变化1V,能够把输出压制在1mv。也就是 60dB。但放大器(三极管或者运算放大器)有带宽限制,放大倍数随着频率增加而快速下降。对于高频的纹波,压制比会大大降低。例如运算放大器很多带宽为1M,其实到了100K上放大倍数就可能不到10倍了,这样对100K的频率电压波动压制能力就成了 20dB了。
线性电源现在好的都用高频开关,500K以上的,纹波噪音用普通三端稳压比较难有好的压制效果了。可能10倍都做不到。对于高频纹波,还不如用电感电容的二级滤波来的好。
要自己做一个LDO,就要用带宽高噪声小的运算放大器做采样比较,控制调整管PNP或者场效应管。带宽高的运放比较贵。还有一个难度就是带宽高意味着对高频干扰敏感,电源收到外界的传导或者辐射干扰会容易自激震荡变得不稳定。一般低频稳压都用电容滤掉高频噪音干扰,让稳压器工作更稳定些的。
所以,针对低频的纹波(像变压器50Hz的工频)就很容易做到干净。 对于开关电源,由于是方波脉冲开关,基本产生所有频率的干扰,只是能量不同,越高越能量低。但对于放大1000到10000倍的放大器来说,稳定工作都是很麻烦的事情。电路还需要调试。
还有一个就是调整管的CE极的电容要小,低频可以忽略,但对于高频下这个电容等于直通,需要选用电容低些的三极管做调整管,否则调整效果会变差。优秀的高频管也是相对价格高的。而且功耗并不大,对于小电流低压降会好些。
对于滤波效果,可能NPN电路比PNP要好些,因为对于NPN,Vout=Vb+Vbe,加个电容有帮助稳定的作用(如果输入电流稳定的话更好),可以不受输入电源影响。对于PNP Vout=Vin-Vbe,受到输入影响大些,需要放大器调整部分来抵消。
理论上用高性能放大器组成的滤波、放大调整是可以很好的压制纹波的。用好的高频电容作为滤波和稳定电压也有很大帮助。普通电容对于高频ESR比较高。
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