基於運算放大器的線性穩壓器
基於運算放大器的線性穩壓器
為什麼diy？
原因有二，第一是市面上的三端穩壓器不滿足要求，要麼效能不好，要麼功率不夠。
第二，市面上也有一枝獨秀，效能優異的穩壓器，不過它們**不菲，
譬如凌力爾特的lt1581,13美元/片，購買一堆元器件了。或者它們封裝獨特，不能和普通的三端ic簡單互換。
線性穩壓器如何工作？
這個看模電書去吧，這裡就不翻譯了。
總之就是乙個負反饋環路，取樣輸出端電壓變化，和參考電壓比較，
誤差訊號放大後去控制調整管的電流，進而調整其上的壓降以達到穩壓的目的。
電路如上所示，它發表在2023年2月的音響愛好者雜誌上。此電路的幾個亮點是：
1. 使用過了速度較快的ne5532。
2. 輸入首先經過r3和c3，c4的濾波；齊納二極體的輸出也經由r4、c5濾波。
3. 大容量電容c1濾除了大部分的高頻分量，使其不被誤差放大器所放大，從而降低了放大器頻寬，提高了系統穩定性。
這個電路的效能要超越普通的lm317，因為lm317內部的誤差放大器效能和μa741是乙個級別的。
如果使用更好的放大器，則電路的效能會得到更進一步的提公升。
在2023年1月份的audio amateur雜誌上，sulzer發布了它的續作，
這篇文章不比前一篇文章所帶來的全新的自主設計，而更像是在人們的一些零碎意見上做的一些修改。
由於更後面會有sulzer電路的更優異的版本，所以這裡就不給出它的具體電路圖了。
它帶來的新觀點則有：
1. 使用lm317做前級穩壓
2. 使用精密基準電壓源替代齊納二極體
3. 調整管使用達林頓結構，提高了輸出電流驅動能力
在2023年1月份的audio amateur雜誌上，人們對sulzer電路及其改良版本做了很廣泛的測試研究，
在同lm317/lm337做對比時，結果正如人們所料想的那樣，在suzler電路中如果誤差放大器使用μa741，則其效能和lm317相仿，
如果使用更好的運放，則其效能全面超越lm317。
在使用lm317做前級穩壓的時候，結果卻並不如人們想象的那樣，它只帶來了少量的效能提公升。
在2023年1月刊上，多產的設計者erno borlely發表了改良型的sulzer穩壓器，電路如下：
相較於sulzer以及breakhall的文章，它的最大改進在於對前級穩壓器lm317的電路做了更加深入的思考
我所認為設計中存在的謬誤之處是：
使用了能帶間隙基準電壓源lm336，而不是埋入式齊納二極體（buried zener diode）基準電壓源。
相較之下，能帶間隙基準電壓源的散粒雜訊很大，埋入式齊納二極體則雜訊會小很多。
它發表在2023年taa雜誌的前兩期上。電路如下：
在對調整管的驅動上，jung使用更好的驅動方式，q2、d1、r5組成恆流源，其電流一部分用來供給調整管，一部分被運放吸收，
這就迫使運放ad797的輸出級工作在深甲類條件下，避免了可能的交越失真。
另一方面，它也限制了輸出端偶然短路導致的大電流----不會超過恆流源電流的β倍。
此電路中，運放的電源經由r3、c3、c2濾波，而調整管則直接連線到電源輸入。
一方面它降低了調整支路的輸入電阻，提高了穩壓器的大電流輸出能力，
另一方面保護運放免受輸出端電流波動的影響。
電路發表在2023年4月份的audio electronics（taa的繼任者）上。
我曾經盡可能收集和標註同名的元器件來構建電路，以此來和2023年的電路作對比。
非常重要的改動是誤差放大器的電源連線，請注意它的v+連線到了調整管的電壓輸出端。
誤差放大器的電源來至於穩壓器的『乾淨輸出』，而不是輕度濾波後的不穩定電源。
誤差放大器的輸出二極體也被乙個6.8v的齊納二極體取代。
它使穩壓器的啟動更加可靠。
在別的形式的原版jung電路中，你也可能需要這個齊納二極體，但是在這裡，jung說，它是必需的。
如果你使用乙個普通的二極體，在啟動時，運放的輸出會鎖定在接近負電源的電平上（即零電平）。
--------這主要是因為運放取電點的改變，現在它從輸出端取電，如果僅僅使用乙個二極體，則運放的輸出必須接近電源電壓，
這會讓運放進入非線性狀態而失去調整作用（正電源或者負電源），在電路啟動時，輸出為零，運放輸出也被鎖定到零電平。
電路現在使用ad825，jung說，ad797在有強烈的射頻干擾的環境下工作會有問題，
因為它（的輸入級）會對射頻干擾輸入起整流作用，使運放的輸出變得不穩定。有著fet輸入的運放則對此並不太敏感，
emitter-degenerated 雙極性電晶體也被認為是可行的。jung推薦ad817。
選用其它型號的晶元時，你需要選用速度比較快的運放，輸出級的驅動能力也是個重要因素。
........(omission)
led以及射級電阻也根據gary galo的建議作了修改，gary說這麼做會減少穩壓器的壓降。
不過，jung沒有提到這一點。-------這個比較扯淡，換成2.0v壓降led，
已經使恆流源三極體進入輕度飽和狀態了，個人以為要減少壓降，不如用低導通電壓的led。
現在，前置穩壓器lm317的實現較於sulzer、borbely則非常之聰明，它改成浮動連線。
lm317的輸出和取樣端纏繞在輸出調整管上，使得其輸出電壓鉗位在比穩壓器輸出高一固定值的電平上。
圖示電阻給出了約2.3v的電壓差，它足夠使調整管在輸出1.5a電流的情況下不影響輸出電壓（飽和）。
前置穩壓器去除了應該由誤差放大器處理的大部分紋波成分，降低了通過電流源的小部分誤差訊號，分擔了（大部分）調整管的功率耗散。
lm317這種連線的額外好處在於調整管耗散的功率變得完全可控，僅需知道電路最大輸出電流即可，與輸入電壓波動範圍無關；
當然，和所有二級穩壓電路一樣，電源調整率變得很好，因為此處調整管看到的輸入電壓紋波變得很低，絕大部分輸出電壓變化都由lm317承擔。
另外，這個電路稍作修改，可以很方便的做出乙個高輸出電流、
高品質電源，方法是採用任意一種方法對lm317進行擴流的同時選用更大輸出電流的調整管，
雖然這會導致lm317的穩壓特性變壞，但是在這個電路，這完全不是問題，因為我們還有第二級穩壓電路。
這個電路同樣有值得商榷的部分，譬如c4、r7的取值，因為運放工作在開環狀態，
必然對輸入雜訊特別敏感，而基準電壓源是乙個公認的良好雜訊源，
所以r7的取值似嫌過小，因為運放是jeft輸入，從輸入點看過去的基準電壓源輸出電阻並不是很重要，
而對c4來說，很難在這個容量上要求很低的esr。
運算放大器
運算放大器的效能指標有輸入阻抗，輸出阻抗，電壓增益，增益頻寬積，壓擺率。其中，增益頻寬積 gbwp，gbw，gbp或gb 是放大器頻寬和頻寬的增益的乘積，是衡量放大器效能的乙個引數，在頻率足夠大時，增益頻寬積是乙個常數 壓擺率為運算放大器輸出電壓的轉換速率，單位有通常有v s，v ms和v s三種，...
運算放大器
運算放大器 簡稱 運放 是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網路共同組成某種功能模組。它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。其輸出訊號可以是輸入訊號加 減或微分 積分等數 算的結果。由於早期應用於模擬計算機中，用以實現數 算，故得名 運算放大器 運放是乙個從功能的角度命名的電路...
運算放大器
運算放大器 簡稱 運放 是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網路共同組成某種功能模組。它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。其輸出訊號可以是輸入訊號加 減或微分 積分等數 算的結果。由於早期應用於模擬計算機中，用以實現數 算，故得名 運算放大器 運放是乙個從功能的角度命名的電路...