重新设计的0~15V电源原理图，求鉴定

登录 · 发表于 2011-4-5 22:10

上次设计的那个电路如maychang所说，试验后发现最低输出电压只能到0.1V,而且最低输出电压随负载不同而不同，所以重新设计了一个，请各位前辈鉴定：

前面的7805想想如果换开关电源芯片的话太浪费，还是保留好了，因为后级只是给单片机和显示电路供电，耗电不会很大，单片机最多50mA，显示器件我查了一下1602不开背光的话好像只有20mA，这样算起来应该只会浪费1W以内的功率，应该不会很烫。
上半部分的电路说明如下：
18V经1个电容滤波后接lm2576的Vin，output接肖特基二极管（1n5822），再接一组LC滤波电路输出。
注意LM2576接的地为正常地。
用3个二极管串联获得约2.1V压降（R6使二极管有30mA左右工作电流），输出电源地由此产生。
输出电压通过分压电路分得小于1/5.2的电压，一路去AD转换（因为AD转换基准电压为对正常地的5V，所
以Vo/k+2.1V要小于5V，所以分压要小于1/5.2,做AD转换时还要减去另一路AD0节点的电压，再乘以适当系
数显示），
另外一路送入反馈电路，先经过电压跟随器隔离，送入同相端，
上面的滑动变阻器用来设定输出电压，第二个运放的功能是减法器功能，具体运算如下：
V_fb = Vo/5.2+2.1-V3 =1.23+ (Vo/5.2+0.87-V3)= 1.23+ (Vo/5.2-(V3-0.87))= 1.23+ (Vo/5.2-Vset)
Vo指输出电压对Vout_GND电压，V3指送入反相端电压,最后结果Vset即为设定电压（当然是成比例缩小了的），所以在电位器接地一
端接1.8k电阻，可以更多地利用电位器的调节空间。

另外在实际试用LM2576时却遇到了一些问题，也希望前辈解答：
1.按照用户手册上搭的电路测试后发现，输出端必须要有负载，反馈端才能稳定在略大于1.23V的某个值，而且负载电阻越小，稳定到固定值的时间越短，这是为什么呢？是储能电感太小了吗？可我是按照那个选择电感值的区域图来选择电感的啊。。
2.实际测试时发现必须要加第二级LC滤波电路，而用户手册中写是可以省略的，测试时若不加的话，输出波形毛刺相当多，幅值相当大（最小到负值了），这是为什么呢？是否是外部器件选择有误？

登录 · 发表于 2011-4-6 09:47

额，上面图里的电容好像接错了，更正一下：

发表于 2011-4-7 13:36

感觉用两个运放没什么实际意义.
电压调到0V,开关型电源应该做不到吧.
可以通过FB接入的可调电阻,在15V-1.23V调节.到1.23V时,控制继电器将大功率可调电阻并入负载,通过可调电阻抽头输出0-1.23V这段电压,当然这样带负载能力下降,不过这么低的电压也不可能带大负载吧.

登录 · 发表于 2011-4-7 18:04

3# zhya666
注意左边三个二极管，这里把电压平移了2V左右，输出电压的地不是LM2576的地，是Vout_GND这个节点。
左边第一个运放是隔离作用，因为要在分压点用AD转换测电压，不隔离的话后级电路对这点电压有一点影响。
第二个运放作用是输出反馈电压，因为LM2576的地与输出电压的地不一样，而二极管的压降和通过的电流有关，所以如果只用数据手册上的电路来反馈的话只能保证LM2576的地与Vout间电压恒定，不能保证Vout_GND和Vout间电压恒定。这个运放的作用就是把Vout与Vout_GND间的电压（按比例缩小的）与设定值相减，再加1.23V（实际上这个1.23V可直接算在上面的电位器里，最终方案中就这里做了点简化），送回到FB，达到反馈作用，使Vout和Vout_out之间的电压恒定。
我在面包板上搭了稳压部分电路，实际可以输出到负1V左右。
下面是我修改过的原理图，还加了必要的放电电阻。

发表于 2011-4-7 18:35

嗯,明白.
这样测量得到的是电压差,电流还是要通过三个二极管流回GND.

发表于 2011-4-7 19:03

三个三极管的压降会随负载的变化而变化,也就是说GND浮动的.若是做恒流源一般会在这放个大功率精密小阻值电阻,通过A/D测量电压,稳定电流.电压检测也就是通过精密电阻分压,输入带A/D的MCU,很少再用加运放了.
MCU的地是7805的GND,和输出地不一样,测量的电压是不一样的.
当然我也没这么做过,要看楼主自己去带不同负载或系统测试下看看情况如何.但实际产品我想应该没人这么做,负载电流都经过二极管,轻负载高电压的情况下会不会容易烧坏.且地是浮地.

发表于 2011-4-7 22:44

三个三极管的压降会随负载的变化而变化,也就是说GND浮动的.若是做恒流源一般会在这放个大功率精密小阻值电阻,通过A/D测量电压,稳定电流.电压检测也就是通过精密电阻分压,输入带A/D的MCU,很少再用加运放了.
MCU的 ...
zhya666 发表于 2011-4-7 19:03

因为我手上的单片机只有AD功能，没有DA功能，所以只能只能用一个双运放来做下运算了。
您说的MCU地和输出地不一样我早就考虑到的，在首楼已经写明要减去Vout_GND的转换结果的。
还有对于轻负载、高电压的情况，即电流过载的情况我也做了点预防，就是Vout前加了一个自恢复保险丝（详见原理图），措施比较简陋，不过可以少一些器件；二极管应该不会被烧坏，因为题目只要求1A以上电流，一般的稳压二极管都可以承受。
多谢前辈的指点了，这是晚辈第一次设计电路，能够被临时置顶感到很荣幸。

发表于 2011-4-8 13:38

不能因为要实现1.23-0V这段并无太大实际意义的部分,而做出个这样的电路来.
15-1.23V才是重要的部分,串入三个二极管的方法并不是好的电源设计,完全可以分段实现.

发表于 2011-4-8 13:50

零伏起是题目的要求，这我也没办法。。请问何谓分段实现？另外一个好的直流稳压电源设计应当符合什么通用的指标(如纹波什么的)？

发表于 2011-4-8 13:55

顺便说明下,我个人是做通讯的,对电源设计并不熟悉,只是看没人说话,才说两句外行的看法.
但感觉楼主这个设计有点偷梁换柱的感觉,自己定义了个GND,而GND实际电压可能到达1V.若使用这个电源的系统和其他电源系统连接,不知道会怎样.

发表于 2011-4-8 14:23

这个应该没问题吧，其它系统的地和这个地一般没直接联系，连一起只是让电势相等，做个参考点而已吧！我也不是学电源技术的，只是社团搞的小活动，即学即用而已，下个月社团要搞usb功放设计活动，到时又要现学功放常识了。

发表于 2011-4-8 14:56

新手学习中

发表于 2011-4-10 16:02

学习中！

发表于 2011-4-14 22:54

看看。。。

发表于 2011-4-15 02:51

楼主的 0-15v电源能到多大电流能不能做个3A的

重新设计的0~15V电源原理图，求鉴定

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