一种微机电源的LDO设计与实现

2014年第2期 工业仪表与自动化装置 21 一种微机电源的玫，王永喜，刘保录 (兰州工业学院电子信息工程学院，兰州730050) 摘要：针对微机电源稳压性能较差的缺点，设计一款输出电压为5 V，最大输出电流为1 压差线性稳压器(通过选择误差放大器、反馈电阻网络、大功率；采用具有过温、限流保护功能的芯片和外围电路构成基准源电路，改善了稳压器的线性调整率。 测试结果表明，室温下输入电压为5525 出电压稳定在5 V，负载为5 06，显示出良好的稳压性能。 关键词：低压差；线性稳压器；基准源；误差放大器；调整管 中图分类号：献标志码：A 文章编号：10000682(2014)02002102 of U 30050， D0)is A V is he up to of he 525 V at V6 Q is a 引言 微机电源是电子实验室中常用的仪器。由于经 费等一些客观条件所限使得微机电源的稳压性能较 差。低压差线性稳压器(一种常用的电源管理电路，通常处于 噪声和稳定度要求较高的 电路提供电源电压 J。由于线性稳压器具有体积 小、成本低、噪声低等优点，已广泛应用于便携式电 子系统 。鉴于此，通过选择误差放大器、反馈电 收稿日期：20131022 基金项目：国家自然科学基金项目资助(61162017)；兰州市科 技计划项目(2012215) 作者简介：胡玫(1982)，女，甘肃永昌人，硕士，讲师，主要研究 方向为计算机测量与控制。 阻网络、调整管以及基准源电路等，设计一种微机电 源，极端情况下输入电压为55 出电压为 5 V，最大输出电流为1 A，在5 为06。 1 微机电源机电源的整管、基准 源电路、反馈电阻网络、过温保护以及限流保护电路 组成输出端因负载电流变化导致电压升 高(降低)时，采样电路将这一变化送到误差放大器 的反相输入端，然后与同相输入端的基准电位进行 比较放大，输出到调整管的栅极电压下降(升高)； 由于电路采用源极输出形式，所以输出电压必然降 低(升高)，从而使输出电压得到稳定。输出电压的 表达式为： 22 工业仪表与自动化装置 2014年第2期 。 微机电源= 图1微机电源功能模块电路设计 21基准源电路 3端可调正电压稳压器，输出电压范围为12 37 V，它内部集成有过温、限流保护电路，因此不需 要另外设计这两种保护电路。选用精密外围电阻、电容共同构成基准源电路，如图2所示。 电路正常工作时间125 它与输出电压之间的关 R 系为 =v,o (1+ )。调节1 输出电压稳定在3 容 c 可降低输入阻抗的敏感性，通过电容c：旁路到地 端是为了提高纹波抑制能力；电容C 用来消除过分 振荡，提高了提高负载调整率， 焊接过程中电阻R 应尽可能靠近与参 考电压有效串联的线路压降最小，避免调整率降低。 O 大电路 ： 图2基准源电路图 22误差放大器电路 误差放大器的作用是将基准电压与采样反馈电 压进行比较来控制调整管，以使输出电压保持稳定。 0137是一种高精度单片运算放大器，具有很低的输 入失调电压和漂移。0做前级放大器，放大微弱信号。因此采用0电阻共同构成误差放大器，它的输人输出之间的 关系为 =一 。将采样反馈电压反相放大10 1后形成负反馈电路，然后与基准电压进行比较，输 出至调整管的栅极，再经出，如图3所示。 R， 图3误差放大器电路 23调整管 对于普通三极管而言，要输出5 输入电压至少为7 V，依据设计要求输入电压在 5525 了满足低压差的要求，调整管 选用具有高输入阻抗、低噪声、低功耗、安全工作 区域宽的 了使过2个阻值分别 为10 压。 3测试结果及讨论 当输入电压在5525 压如表1所示。电压调整率S ，：I I 00=06；输入电压为7 V，当 A o01 A u,载调整率I I 100=3。测试过程中，影响测试结果的因素有 多种：测试用稳压电源的稳定性和精度直接影响 出端负载的稳定性、实验时间长短， 都会产生一定的测量误差。从以上测试结果看出所 设计的微机电源有较 好的性能。 表1直流输入电压在5525 下转第28页) 28 工业仪表与自动化装置 2014年第2期 1 3极性互相关算法测量结果 4 结束语 该设计通过仿真信号实验证明计算程序设计正 确，系统操作简便；可根据用户需要随时修改测量范 围和种类，程序具有良好的可移植性，为建立两相流 检测系统提供了一定的基础。 参考文献： 1 张燕霞基于虚拟仪器的传感器虚拟实验与虚拟实验 2 3 4 室D南京：南京航空航天大学，2005 王笑梅，王辉基于差动自相关原理的气同两相流流 速测量研究J自动化仪表，2004，25(9)：47 陈锡辉，张银鸿程序设计从入门到精通 M北京：清华大学出版社，2007 金涛虚拟仪器系统的误差分析方法的研究D最 庆：重庆大学，2005 (上接第22页) 4 结论 该文为微机电源设计一款输出电压为5 V，最 大输出电流为l 通 过设计合理的误差放大器电路、反馈电阻网络电路、 基准源电路及调整管的选用，改善了微机电源的线 性调整率。此 件少，成本低，电路调整灵活。测试结果表明，室温 下输入电压为5525 出电压稳定在5 V， 负载为5 时电压调整率为06，显示出良好的 稳压性能。 参考文献： 1 林川，冯全源低压差线性稳压器中过流保护电路的 设计J电路与系统学报，2008，13(5)：3033 2 黄圣专，周锋，赵舶一种新型高电源抑制比的低压差 线性稳压器J复旦大学学报：自然科学版，201 1，50 (4)：457460 3 of a 007，28(12)：4548 4 张皓博，胡永贵，李思颖，等一种超低压差线性稳压 器的设计J微电子学，2013，43(2)：89 5 马海峰onDO to 半导体学报，2010(1)：7378 6 李参考低压差线性稳压器的设计D两安电子科技 大学，2008 7王志利