6种实用的电路设计方案

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电路来源于日常工作常用的一些基础电路,原理是新手或菜鸟比较容易疑惑的基础概念,经验是自己日常调试中积累的一点所得。希望对新手有所帮助。
 
  整流桥并联
 
  在小功率输出设计中,一般很少用到整流桥的并联,但在某些大功率输出的情况下,不想增添新的器件而单个整流桥电流又不满足输入功率要求,就需要用到整流桥的并联了,整流桥的并联不能采用两个整流桥各自整流后直流并联的方式,也就是不能采用图1的方式,因为整流桥没有配对,单纯靠自身的V-I特性,一般是无法均流的,这样就会造成两个整流桥发热不一致。而采用图2的方式,通常认为在一个封装内的两个二极管是一模一样,是可以实现均分电流的效果,所以采用图2的方式就可以实现整流桥的并联了。
 
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  浮地驱动
 
  在驱动电路设计中,经常会提到MOS管需要浮地驱动,那么什么是浮地驱动呢?简单的说就是MOS管的S极与控制IC的地需要隔离,也就是说不是共地的(直接相连会导致发热等)。以我们常用的BUCK电路为例,如下图:控制IC的地一般是与输入电源的地共地的,而MOS管的S极与输入电源的地之间还有一个二极管,所以控制IC的驱动信号不能直接接到MOS管的栅极,而需要额外的驱动电路或驱动IC,比如变压器隔离驱动或类似IR2110这样的带自举电路的驱动芯片。当然还有另外的方式,那就是采用别的方式给控制IC供电,然后将控制IC的地连接到MOS管的S端,这样就不是浮地了,控制IC的输出就可以直接驱动MOS管。
 
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  滞环比较器
 
  在保护电路中,为了防止保护电路在保护点附近来回震荡,所以一般都增加一定的滞环。
 
  在下图中,1M电阻就起到滞环的作用,如果没有1M电阻,很明显,VF电压达到2.5V运放输出低电平,低于2.5V,运放输出高电平。增加1M电阻后,在运放输出低电平时,6脚电平为0.7+(2.5-0.7)*1000/1010=2.48V。当VF低于6脚电平后,7脚输出高电平(如果运放供电15V,7脚输出可按照14V计算)可以计算此时6脚电平为2.5+(14-2.5)*10/1010=2.61V,如果这是一个输入欠压保护电路,且VF为100:1的取样,则当输入电压高于261V,电路正常工作,当电压低于248V才会欠压保护,这样就增强了保护电路的抗干扰能力。
 
  一般经常用到滞环比较器的地方有:过欠压保护电路、转灯电路等。
 
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  误差放大器输出钳位电路
  设计电源中,无论是恒压源还是恒流源,只要是闭环控制,总少不了误差放大器,在进入闭环之前,误差放大器输出电压为最高值,正常来说,误差放大器供电一般在15V左右,则误差放大器的输出在开环的时候为14V左右,随着输入信号的增加,达到稳压(稳流)点后,误差放大器从最高点开始降低直到闭环需要的值,在误差放大器输出降低过程中,时间越长自然输出超调量越大的电路越不容易进入稳定。增加一个二极管+稳压管后,可以在一定程度上改善这个问题,如下图所示,如果稳压管是5V的,那么在开环的时候,误差放大器输出被钳位在6V左右,这样当进入闭环的时候,误差放大器输出就不是从14V开始下降而是从6V左右,降低到闭环需要的电压值自然需要的时间就短,电路就越容易进入稳定。
 
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  双环控制系统的切换
 
  在设计电路中,带有限流功能的恒压源及带有限压功能的恒流源相信大家都不陌生,很多网友在设计电路的时候,有时候会采用下图所示电路,一个稳压环一个稳流环,逐渐增加负载,稳流环输出低电平进入限流,当负载减小退出限流的时候,稳压环需要一个切换时间,那么就出现了两环路都不工作的一个空白区,在这时间内,电路相当于开环,对系统来说,这是不利的。 但如果第二个电路,就不存在这样的问题,限流的时候,稳流环拉低稳压环的基准,在这个过程中,两个环路都在工作,即使在限流过程中,突然断开负载,由于稳压环一直在工作,所以在很短时间内电路就会进入稳定。而不会出现上述环路的空白区。
 
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  交叉调整率是如何产生的
 
  下面这个图,如果没有R及L,就是一个很普通的反激电路输出整流的两个绕组,在这里,R为变压器及布线部分的直流阻抗,L为变压器绕组的漏感,N1N2就是理想的变压器绕组了。对于理想的变压器绕组,绕组电压正比于匝比,也即是如果5匝绕组输出5V,那么10匝绕组输出就是10V。如果第一个绕组是稳压5V输出的,在空载情况下,绕组基本没有电流,R1、L1上压降可以不考虑,二极管压降为电流是零时候的压降值。这个时候N1绕组电压可以认为是输出电压5V+二极管压降0.7V。那么10匝绕组的电压就是2*(5+0.7)=11.4V,绕组空载的时候,输出电压为10.7V,随着第二个绕组带载电流增大,电阻R2及L2上压降增加,二极管V2压降也增加,那么C2上电压逐渐开始降低,这个电压的变化为N2绕组的负载调整率,而不是交叉调整率。在辅绕组负载不变的情况下,如果主绕组带载变化,随着电流的增加,R1、L1及V1的压降都会增加,从而引起N1绕组电压的增加(因为要保证C1上电压不变)。假设主绕组带载后N1绕组电压由原来的5.7V变成了6V.那么N2绕组的电压将变成12V,输出电容C2上的电压就会变成11.3V,这个由于主绕组带载而引起的辅绕组电压由10.7V变成了11.3V的情况,就是交叉调整率。
 
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