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电流源设计小Tips(三):确认电流源电路图

作者:时间:2013-01-23来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/175905.htm

对于工程师来说,源是个不可或缺的仪器,也有很多人想做一个合用的源,而应用开源套件,就只是用一整套的PCB,元件,程序等成套产品,参与者只需要将套件的东西焊接好,调试一下就可以了,这里面的技术含量能有多高,而我们能从中学到的技术又能有多少呢?本文只是从讲述原理出发,指导大家做个人人能掌控的源。本文主要就是到模拟部分的内容,而基本不涉及单片机,希望朋友能够从中学到点知识。上次讲到《电流源(二):如何解决运放振荡问题》,今天接下来看其它部分的学习。

  思路大致如此:

  1. 选用功率MOSFET的原因基于两点考虑。

  首先功率MOSFET并非很慢,而稳恒源不要求很快。

  其次是成本和功率容量,使用功率MOSFET首要的是安全工作区,电源使用中要应对用户各种各样的操作,很多是违反规程的,但用户只能教育不能要求,因此安全工作区会选得余量很大。事实上,就价格、性能和此电流源可能产生的最大功率而言,几乎没有比520/530更合适的MOSFET可选。

  对于稳恒应用,此电流源架构并无致命问题,是个典型的方法。

  频率补偿在所有线性电源里都在所难免,研发过程中对补偿花费的时间也基本相当,只是经验上有所差别。

  补偿很简单,理论一讲起来就长篇累椟。之所以花了大功夫,就是要大家了解振荡是可分析和可控的,遇到振荡不必手足无措。

  2. 1M带宽内的振荡对于负载有时比高频振荡更可怕,对于线性电源而言,1M正好处于系统的处理频段内(再高也振不动),因此振荡幅度可能极为可观,这一点【47楼】 yan_jian应该体会很深。曾经被10k的振荡电过,36Vpp而已,和220V的感觉差不多。

  至于叠加处理,只要不是直流,拉普拉斯变换应该问题不大。

  pH确实是在任何情况下都有潜在振荡的危险,但为区分po和pH的区别,讲述顺序上po由于很容易发现而在前,此时pH是次要矛盾,为突出重点可先不考虑。实际的电路中,Cgs可能达到10000pF(30N50),po就不是800k了,很可能在gm很小的时候就有作用。

  况且po和pH的处理上差别很大,一种补偿很难同时处理好,要用到不同的补偿方法,一起考虑会比较乱。

  毕竟不是理论课,基本上是个调试过程的再现,分析过程更针对动手。

  超beta管在10几年前的双极运放中很常见,通常beta》3000。如果beta=1200,普通的达林顿结构就可达到。自然这是纯双极平面工艺的处理方法,因此CMOS里肯定没有,BiCMOS里由于MOS的特性应该用不到。

  晶体管级别的分析放下很久了,很多参数都记不住了,再拿起来真的很头疼,如有错误,请大家指正。

  呵呵,看到大补就想起发烧,手上还有一大盒用不出去的补品。

  只用了2毛钱,7个普通元件。

  商用线性电源里用得更多,Agilent 364x里的补偿元件一眼看去不完全统计不下20个,我的产品你见过的大板上也有十几个,在学校的时候扒过固纬的电源,仅运放输出端与MOSFET栅极之间就有十几个。pL之前的斜率为0,经过pL后斜率为-20dB/DEC(-6dB/倍频程),经过po后斜率为-40dB/DEC(-12dB/倍频程)经过pH后斜率为-60dB/DEC(-18dB/倍频程)。

  极点使之后的幅度频响曲线斜率降低20dB/DEC。

  零点使之后的幅度频响曲线斜率增高20dB/DEC。

  晕,赶紧又查了遍书,应该不会错吧,呵呵。

1.JPG  

  2.JPG

  PS:pL/pH相差6个DEC,极点前2个DEC相位开始偏转,到达极点时为-45,再过2个DEC就到-90了。补偿之前,po处的相位正好是-135,之后超过-135,使相位裕量小于45,系统振荡。符合稳定性判据。

经过这么长时间的煎熬,终于见到完整的电路。

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