一款超低纹波hifi电源设计资料 -

标题: 一款超低纹波hifi电源设计资料 [打印本页]

作者: zhihx 时间: 2018-4-23 12:25
标题: 一款超低纹波hifi电源设计资料
文件中的设计方法非常好，介绍给大家！
设计制作一款超低噪音超低纹波 HIFI电源在集成电路流行前，人们用分离元件制作稳压电源。后来，三端稳压 IC 开始流行，这些 IC 使用简便，体积小，性能不俗，价廉物美。如果你不在乎价格，市场上有很多改进型的集成稳压可以买到。所以现在的 DIYER 很少有人愿意回到用分离元件自己制作稳压电源。
但是，集成三端稳压也有一些致命的缺点：
1、输入输出电压或电压差有限制;比如 78系列最高输入电压是 35V，317系列输入输出压差必须保持在 35V 以内。
2、大电流输出能力有限;受制于产品封装以及内部调整管的性能，大部分三端稳压芯片仅可提供 1A的输出电流能力，好点的也最多达到 3A。
3、纹波抑制能力有限;受制于内部集成的 741 一辈爷爷级运放的增益带宽积和转换速率指标，大部分
三端稳压的纹波抑制能力相当有限。尤其是在较高的频率下，仅是低频的 1/10 能力都没有。
上述缺点严重限制了传统三端稳压芯片在音频电路尤其是在需要高电压，大电流的情况比如功放等上面的应用。那么，我们 DIY 是否有能力做到性能超越三端稳压，成本不高，适用范围广的分立元件稳压电路呢?其实，拥有一个好的运放，一些常规电阻电容，一个好的参考电压源以及一些常规的晶体管，只要我们不追求体积，DIYer完全可以做出超越三端稳压 IC的线性稳压电源！要实现超越，我们必须先研究清楚常规三端稳压电路的工作机理，并回顾和总结前人所设计制作的优秀之作，并吸取其精华，利用日新月异的新器件，新思路，来设计并制作适合业余 DIY 的分立模拟稳压电源。
一、线性稳压电源如何工作？
这个是个标准的线性稳压器的简化方块图：

上图为串联型线性稳压电源，因为调整三极管是串联在输入和输出中间的。通过控制调整三极管的基极电压的方法来控制三极管输出脚的电压。连接误差放大器的一个输入脚的是参考电压 VREF。连接误差放大器另一个输入脚的是一个电压分压器的中点电压。任何运放都会通过调节输出电压的方式来使两个输入端保持平衡。在这个图里，误差放大器的输出端连接到了一个 NPN 三极管的基极上，误差放大器输出电流到三极管的基极上，三极管电流从集电极向发射极流动，相当于从调整管基极吸取电流。一个运放只要有几十毫安的驱动力，就可以控制好调整管的电流。
设参考电压为 5V（VREF），R1/R2=3。由于误差放大器同相端为参考电压保持不变，而运放总是要保持两个输入端的平衡，所以，他会不断调节自己的输出电压一直到分压电路中点即反相端出现 5V 为止。由于分压比为 4，所以最终的输出电压 VOUT将保持在 20V，这是一个不断循环的过程，最终达到了稳压效果。

当然，这个简单的设计并非完美。误差放大器只会快速摇摆，参考电压也会有误差，稳压电源输出阻抗高导致电压失落。所有的元件都不同程度的存在温度漂移现象。此外，所有的部件都有噪音产生，而且随着温度上升而恶化。
二、高性能分立稳压电源的发展经历
回顾几十年来模拟分立元件串联稳压电源的发展，大体上有以下四款较经典的电路值得学习和借鉴：
1、 Sulzer 稳压电源
1980 年 2 月 Mike Sulzer 在 The Audio Amateur杂志发布了下款稳压电源：