一些常用的穩壓電路

電力調控,線性跟開關當然是兩個族類,元件的參數也大異,但其骨幹架構近似,市電整流後,經濾波而成為紋波直流電,APFC的研發,就是要避開傳統方案的箇疾,如果在 Ui 加電容或電抗器,APFC就沒有意義了。

在開關式電源中,濾波電感的量值比工頻電抗器小太多了,單靠這個電感,不管怎樣操控都無法把工頻脈波碾平的,那麼,在 Uo 處加個電容吧,但是,在串聯拓撲中,Uo 跟Ui 是直接頂牛的,電容一加,buck 就廢了,而在並聯架構中,Uo 若不加電容也是能boost的,只是 boost 不出像樣的直流電來。

論到EMI,buck 的開關管位於主幹道,電網必然會被斬波,二極管續的是負載之流,無濟於事,而 boost 拓撲的開關管與負載是並聯的,任何時候總有一路可通,電網的擾動按理該比 buck 小得多。

以線性模式運作的情況,由於串聯環路電流處處相等,擾動性負載會使電網也騷亂,並聯穩壓以分流手段調整,管子跟負載差動,幹線電流幾乎不變,電網負荷等同固定,負載壓降不會飄忽(音響發燒友認為 用並聯穩壓供電 才能令音響系統體現最好音質,我想就是這原因吧)。

一些常用的穩壓電路

只有鉗位(並聯),才能兼治供電及負載兩種變化,故所謂串聯穩壓,其本質應為 擴流式穩壓管(並聯)穩壓法,穩壓管必須恆流才能把壓穩好,看圖中左邊那個電路,以恆流元件替代R,只能是作基準之用時才合適,帶負載時,R 應該跟負載阻抗同步增減才對頭。

一些常用的穩壓電路

在這電路中,三極管的三個極皆被 交流接地,此拓撲可濾紋波,但穩不了壓,對於供電的波動,此拓撲是『共集極』,加上穩壓管就成為「串聯」穩壓電路,但對於擾動性負載,這架構卻是『共基極』,擾動會竄進電網。

一些常用的穩壓電路

基準,只應該是參考電平的提供者,不要成為誤差處理機構的電流通道,基準受衝擊,就準不了!

Rs 實際上也是 Vo 的負載,負載電流比 IE2 的擾動少得多,地腳電流中 IE2 的份額愈小,基準就愈穩定,很多電器的功率比穩壓管能處理的大得多,強電的傳輸有賴於功率鏈路,鏈路不穩健,基準再好也枉然,反之,基準咋優秀,也無法提升功率鏈路的品質,蹩腳的基準卻必然壞事,負反饋系統本身就可自穩,犯不著尋求基準協助,問題是,如果 T2 的射極直接落地,則反饋係數要很小,Vo 才會高,反饋係數太小,Vo 的波動就大,所以我認為,讓電路能在深度負反饋條件下取得高輸出,才是基準的存在意義。

本級電壓增益取決於 跨導和負載阻抗,級聯增益則視乎各級有源器件的規格(若非變壓器耦合,前級 Ic 不能小於後級 Ib),以恆流元件替代 Rc 有三好,T1 損耗可大減,T2 可選用功率較小的管子,系統對供電的波動有了抑制能力,但帶負載能力必然是差了,穩壓,鉗位是根本,反饋,建基於擴流架構,但對於 電源抑制比跟負載調整率 的矛盾,依舊無計可施,如果你想改善負載調整率,就應該讓 Ib1=[Io/β1],那麼,恆流元件就要可調。

一些常用的穩壓電路

不論什麼電路,凡是有反饋的,如無特別聲明,就是隻用電阻作為採樣工具,採樣比,其實就是反饋係數,採樣比為 1 就是全反饋,Vo 最穩定,這本不難,若不求可調,把穩壓管移至R2,去掉R1,T2 射極落地,不就行了嗎,問題是,基準的存在,沒錯是可讓系統在深反饋時仍能高輸出,但咱們也希望基準可以低壓化,那麼,反饋就不能太深,有大神曾提出一種可在低反饋係數中取得高採樣比的方法,就是以恆流元件替代R1,理論上很對頭,但為何至今仍沒流諸實用呢,我想,這是因為半導體元件的穩定程度問題,除了『帶隙基準源』,其他半導體元件的穩定度還及不上精密電阻。

「線性」穩控是直接的,「開關」穩控是間接的,跟電壓電流直接相關的,是電路中各環節的阻抗,改變某些環節的阻抗,電壓電流即時重新分配,一步到位(跟線性與否反而無關),在正弦交流電中,電感電容可以是個純電抗,如無擾動,則作用跟電阻相若,在單管放大器中,電感電容的作用是耦合與旁路(不是一般的分壓分流,波形經常會跟負載上的不一樣),而在非正弦應用中,主要作用是濾波(處理的是既複雜又多變的信息)。

把被調製方波塑造成咱們想要的,幅度固定的波形,就是開關穩控的原理,濾波時當然會造成電抗,電抗跟負載的關係,既是「電源」,也是「阻抗」,改變開關佔空比,就可改變電抗而控制輸出,元件的任何活動,都可視為阻抗的改變,開關並不例外,但對於開關穩控的原理而言,電源與濾波網絡是不控的,開關自身參數與佔空比都不是阻抗,濾波則是慣性環節,所以,輸出是變化不休的,開關穩控是不可能像線性穩控那樣保固及一步到位的 。


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