集中线性电源和可调电源优点的直流电源设计思路

ykcoo

大家制作可调直流电源选用的调节方式无非两种 ：1、线性型可调直流电源。2、开关型可调直流电源。

这两种调节方式各有利弊;线性可调电源的纹波小，动态特性较开关型调压的好，但是自身的功耗相对很大，功耗＝(Uin－Uout)Iout，特别是在低电压大电流的输出的情况下，由于功耗的散热问题更是不容忽视；开关型可调直流电源其功率器件工作在开关状态，所以自身功耗相对线性调整器件要小得多，但是由于开关效应引发的噪声确很难消除，且动态特性逊于线性电源。因此所引发的思考：是否能将线性可调直流电源和开关可调直流电源的有点都利用起来，将其缺点都统统去掉。

    制作的一款可调直流电源就是这样的设计的，首先用开关调压器做为前级跟踪电源，后级用LM317做线性电源！大家都知道，LM317有不错的纹波系数和短路保护功能，但是要求输入和输出需要有3V左右的压差（具体记不清了~~）LM317才能稳定工作，用减法器(需用高速运放哦)器将LM317的输入电压和输出电压相减，得出的电压值做为前级开关跟踪电源的基准，再和LM317的输入电压（也就是前级跟踪电源的输出电压）作二次比较，实现动态跟踪。

比如当使输出电压为5V（注：只要满足工作条件，LM317的输出电压仅与其控制端所接的两个电阻比值有关），我将跟踪压差定为了3V，LM317的输入电压就应为8V，当低于8V的时候，通过减法器相减，其数值低于3V，前级跟踪电源的输出就会升高，其反亦然。

这样，在电压调节范围内，LM317的输入端和输出端的压插就永远锁定在3V，其功耗就变成3×Iout，就算满负载输出最大功耗也就3×1.5＝4.5W,而前级跟踪电源的功耗实际上小得可以忽略不计，两个功率调整器件我都只用了一块很小的散热器，实测满电流输出散热器也仅是微热。

有个值得注意的问题，根据节点定律，节点输出电流＝节点输入电流，不管你可调直流电源当前输出电流有多大，忽略损耗的话就等于变压器的输出电流！而LM317的输出电压最高可达到25V，最大电流达1.5A，如果留10V余量，就要求变压器整流后能提供35V的电压，那么其功率就必须大于35×1.5＝52.5W，我原来只找到个30W的变压器，后来在大电流测试中变压器冒了烟，不过调整电路散热器还是微热^_^，后来乖乖的买了个100W的。

    另外，我用ADC0809和AT89S51还给电路加了电压值数字显示功能和短路保护功能，可调电源的电压值显示我就不多说了，保护电路工作情况是这样，在一定时间内检测输出电压值的变化量，如果在这个时间段电压增减幅度很大，超过了允许的最大值，就立刻切断电源，并且报警，直到故障消失。对了，那个跟踪电源的电路上面忘了给介绍了=_=！我用的是以TL494为核心的脉宽调制电路，电路图网上一大把，大家都自己找吧，也可以用TL3842的电路，性能都不错.