剛?cè)腚娫葱袠I(yè)的時(shí)候,看同行前輩畫(huà)的電路圖,例如反激電源結(jié)構(gòu)中,輔助繞組給芯片供電的電路中(尤其是寬電壓輸出的電路)基本上都會(huì)加一個(gè)線(xiàn)性穩(wěn)壓電路,如下圖。當(dāng)時(shí)不理解是什么原理,現(xiàn)在我打算用Pspice仿真來(lái)分析這個(gè)電路。如果分析有什么不對(duì)的地方,敬請(qǐng)指正。
在以上線(xiàn)路中,經(jīng)過(guò)二極管D5整流之后,可以視EC5兩端的電壓為紋波很小的直流。在輸出負(fù)載在較大范圍內(nèi)變化時(shí),由于變壓器的耦合作用,輔助繞組兩端的感應(yīng)電壓會(huì)有較大變化,此時(shí)一般需要使用線(xiàn)性穩(wěn)壓電路,在Q3發(fā)射極輸出一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的電壓值,來(lái)保證芯片供電電壓不會(huì)過(guò)高觸發(fā)過(guò)壓保護(hù)。
上圖中Q3,ZD2,R26組成了一個(gè)線(xiàn)性穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)。工作原理:我們把EC5上電壓視為Vin,把EC6上電壓視為Vout,情況1:Vout↓ - Vbe↑ - Vce↓ ,導(dǎo)致Vout=Vin-Vce會(huì)上升,情況2:Vout↑ - Vbe↓ - Vce↑, 導(dǎo)致Vout=Vin-Vce會(huì)下降,由此可見(jiàn),整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程為負(fù)反饋調(diào)節(jié),最終達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡,即Vout=Vb-Vbe,這里Vbe=0.7V,Vb即為ZD2的穩(wěn)壓值。
搭建仿真原理圖:
仿真結(jié)果(第一次使用穩(wěn)壓管仿真折騰了很久,最后發(fā)現(xiàn)模型中BV值取的是管子穩(wěn)壓值下限):
模型中穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值有點(diǎn)誤差,因此這里在三極管基極加直流源再仿一次:
仿真結(jié)果:
不同Vin,以及不同Load下的仿真結(jié)果:
由以上線(xiàn)性穩(wěn)壓基本架構(gòu)可以延伸出很多電路,例如加比較器/運(yùn)放,其中我在燈具恒流源上用到的MOS管去紋波電路也是相似的原理,下面來(lái)仿真一下。該電路有個(gè)缺點(diǎn),因?yàn)镸OSFET工作在線(xiàn)性區(qū),發(fā)熱量大,因此這個(gè)方案適用于小電流場(chǎng)合,不適用于大電流的場(chǎng)合,假設(shè)整燈輸出功率10W,100V/100mA,輸出紋波電壓5V,紋波電壓頻率當(dāng)然為全波整流后的100HZ。
從仿真結(jié)果來(lái)看,輸出端紋波比輸入端小很多,遵循關(guān)系式:Vout=Vg-Vth,在Vg=Vin-min+Vth時(shí),輸出紋波剛好為0。調(diào)節(jié)Vg的大小可調(diào)節(jié)輸出紋波大小,當(dāng)然了消耗的能量都是在MOSFET上轉(zhuǎn)化為熱量。
Vg需要是個(gè)穩(wěn)定的電壓,可以用硬件電路解決,常用的是如下的電路: