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如何用9V电池设计一个0~5V可调电压源(要求只用模拟电路实现)? 第1页

  

user avatar   mai-wen-xue-67 网友的相关建议: 
      

最大的难点是, 怎么弄出 0 可调或者说“负电压”。

其实用浮地加上电容电阻分压就可以实现负参考电压, 有了负参考电压就可以实现“零伏起调” 。上 1 个 TL431 + 1个 317 就差不多了。

万用表里面也可能有类似的电路。


常见的实验电源电原理图

** D10 D11 提供的负基准用 431 给替换掉。


** 备注: 此电路没有带载能力,不具实用性,仅用于产生参考电压。 请勿用于生产。


如果就是要个电压基准, 那就比较简单了。




因为这可能是家庭作业, 俺就给个方向。




       Version 4 SHEET 1 880 900 WIRE 656 -176 624 -176 WIRE -704 -144 -944 -144 WIRE -544 -144 -704 -144 WIRE -544 -128 -544 -144 WIRE 80 -128 -544 -128 WIRE 528 -128 336 -128 WIRE 624 -128 624 -176 WIRE 624 -128 528 -128 WIRE 688 -128 624 -128 WIRE -704 -96 -704 -144 WIRE -544 -96 -544 -128 WIRE 688 -80 688 -128 WIRE 528 -48 528 -128 WIRE -704 16 -704 -16 WIRE -544 16 -544 -32 WIRE -544 16 -704 16 WIRE -944 32 -944 -144 WIRE -704 48 -704 16 WIRE 688 48 688 -16 WIRE -544 64 -544 16 WIRE 208 112 208 -32 WIRE 528 112 528 32 WIRE 528 112 208 112 WIRE -704 144 -704 128 WIRE -704 144 -784 144 WIRE -544 144 -544 128 WIRE -544 144 -704 144 WIRE -448 144 -544 144 WIRE -704 176 -704 144 WIRE -544 176 -544 144 WIRE -448 176 -448 144 WIRE 528 176 528 112 WIRE -944 336 -944 112 WIRE -704 336 -704 256 WIRE -704 336 -944 336 WIRE -544 336 -544 240 WIRE -544 336 -704 336 WIRE -112 336 -544 336 WIRE 128 336 -112 336 WIRE 528 336 528 256 WIRE 528 336 208 336 WIRE -112 384 -112 336 WIRE -112 384 -160 384 WIRE -784 448 -784 144 WIRE -496 448 -784 448 WIRE -416 448 -496 448 WIRE -112 448 -112 384 WIRE -112 448 -160 448 WIRE -48 448 -112 448 WIRE -784 512 -784 448 WIRE -704 512 -784 512 WIRE -592 512 -624 512 WIRE -416 512 -528 512 WIRE -496 576 -496 448 WIRE -416 576 -496 576 WIRE -128 576 -160 576 WIRE -496 656 -496 576 WIRE -128 656 -128 576 WIRE -128 656 -496 656 FLAG -448 176 0 FLAG 656 -176 DC-OUT IOPIN 656 -176 Out FLAG 688 48 0 FLAG -48 448 DC-neg IOPIN -48 448 Out SYMBOL References\LT1431 -288 480 M180 SYMATTR InstName U1 SYMBOL voltage -944 16 R0 WINDOW 123 0 0 Left 0 WINDOW 39 0 0 Left 0 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 9 SYMBOL res -720 -112 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 1k SYMBOL res -720 32 R0 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 1k SYMBOL res -720 160 R0 SYMATTR InstName R3 SYMATTR Value 1k SYMBOL cap -560 -96 R0 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 1m SYMBOL cap -560 64 R0 SYMATTR InstName C2 SYMATTR Value 1m SYMBOL cap -560 176 R0 SYMATTR InstName C3 SYMATTR Value 1m SYMBOL cap -528 496 R90 WINDOW 0 0 32 VBottom 2 WINDOW 3 32 32 VTop 2 SYMATTR InstName C4 SYMATTR Value 15n SYMBOL res -608 496 R90 WINDOW 0 0 56 VBottom 2 WINDOW 3 32 56 VTop 2 SYMATTR InstName R4 SYMATTR Value 150 SYMBOL PowerProducts\LT1117 208 -128 R0 SYMATTR InstName U2 SYMBOL res 512 -64 R0 SYMATTR InstName R5 SYMATTR Value 220 SYMBOL res 512 160 R0 SYMATTR InstName R6 SYMATTR Value {Radj} SYMBOL cap 672 -80 R0 SYMATTR InstName C5 SYMATTR Value 22E-6 SYMBOL res 224 320 R90 WINDOW 0 0 56 VBottom 2 WINDOW 3 32 56 VTop 2 SYMATTR InstName R7 SYMATTR Value 200 TEXT 288 440 Left 2 !.tran 0 1000 0 1e-3 startup TEXT 152 192 Left 2 !.param Radj = 880     


       https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/1431fe.pdf     


       https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf?ts=1608136731329&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F     


TL431 是一款三端可调的(批发几分钱人民币一个)精密并联稳压器集成电路。通过使用外部分压器,TL431 可以调节 2.5 至 36 V 的电压,电流最大为 100 mA。参考电压与标称2.495 V电平的典型初始偏差以毫伏为单位,最大最坏情况偏差以几十毫伏为单位。该电路可直接控制功率晶体管;TL431与功率MOS晶体管的组合可用于高效率、极低压差的线性稳压器。TL431是事实上的工业标准。

德州仪器公司于1977年推出TL431。

21世纪,最初的TL431与众多克隆和衍生产品(TL432、ATL431、KA431、LM431、TS431、142ЕН19等)仍在生产。这些功能相似的电路在模具尺寸和布局、精度和速度特性、最小工作电流和安全工作区域方面可能有不同。





分压电容可以不惜血本地用法拉电容, 耶, 俺的最爱。不过负载电容过大的时候, TL431 会自激, 注意。


当然, 也可以做个振荡电路, 然后整流出负电压。 或者用分立的 MOS 管搭建自己的大电流电荷泵。


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例如:


LTspice 仿真 简单的三极管低压 ZVS



仿真模型


"复制代码" , 复制,贴进记事本, 存成 ".asc"

然后用 LTSPICE 打开这个 “.asc” 文件, 如果有乱码, 麻烦您自己改一下。

       Version 4 SHEET 1 880 680 WIRE -1248 -352 -1376 -352 WIRE -1200 -352 -1248 -352 WIRE -1072 -352 -1200 -352 WIRE -800 -352 -992 -352 WIRE -1376 -288 -1376 -352 WIRE -1200 -240 -1200 -352 WIRE -1248 -208 -1248 -352 WIRE -1120 -192 -1136 -192 WIRE -992 -192 -1056 -192 WIRE -1376 -144 -1376 -208 WIRE -992 -128 -992 -192 WIRE -992 -128 -1024 -128 WIRE -848 -128 -992 -128 WIRE -752 -128 -848 -128 WIRE -1200 -80 -1200 -160 WIRE -1200 -80 -1280 -80 WIRE -1152 -80 -1200 -80 WIRE -1088 -80 -1152 -80 WIRE -752 -80 -752 -128 WIRE -1280 -48 -1280 -80 WIRE -640 -48 -704 -48 WIRE -848 0 -848 -128 WIRE -704 0 -704 -48 WIRE -640 0 -640 -48 WIRE -800 32 -800 -352 WIRE -752 32 -752 0 WIRE -752 32 -800 32 WIRE -1280 64 -1280 16 WIRE -1280 64 -1392 64 WIRE -1024 64 -1024 -32 WIRE -1024 64 -1280 64 WIRE -752 64 -752 32 WIRE -1392 96 -1392 64 WIRE -1280 96 -1280 64 WIRE -704 112 -704 80 WIRE -640 112 -640 80 WIRE -640 112 -704 112 WIRE -1024 128 -1024 64 WIRE -640 144 -640 112 WIRE -1280 176 -1280 160 WIRE -1248 176 -1248 -128 WIRE -1248 176 -1280 176 WIRE -1136 176 -1136 -192 WIRE -1136 176 -1248 176 WIRE -1088 176 -1136 176 WIRE -848 176 -848 64 WIRE -800 176 -848 176 WIRE -752 176 -752 144 WIRE -752 176 -800 176 WIRE -992 224 -1024 224 WIRE -800 224 -800 176 WIRE -800 224 -992 224 WIRE -1152 272 -1152 -80 WIRE -1120 272 -1152 272 WIRE -992 272 -992 224 WIRE -992 272 -1056 272 FLAG -1392 96 0 FLAG -1376 -144 0 FLAG -640 144 0 SYMBOL npn -1088 -128 R0 SYMATTR InstName Q1 SYMATTR Value 2N2222 SYMBOL npn -1088 224 M180 SYMATTR InstName Q2 SYMATTR Value 2N2222 SYMBOL diode -1264 16 R180 WINDOW 0 24 64 Left 2 WINDOW 3 24 0 Left 2 SYMATTR InstName D1 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL diode -1296 96 R0 WINDOW 3 -25 105 Left 2 SYMATTR InstName D2 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL ind2 -768 -96 R0 WINDOW 0 -21 27 Left 2 WINDOW 3 23 -23 Left 2 SYMATTR InstName L1 SYMATTR Value 5000n SYMATTR Type ind SYMBOL ind2 -768 48 R0 WINDOW 0 -37 64 Left 2 WINDOW 3 32 131 Left 2 SYMATTR InstName L2 SYMATTR Value 5000n SYMATTR Type ind SYMBOL ind2 -688 96 R180 WINDOW 0 -26 110 Left 2 WINDOW 3 -35 169 Left 2 SYMATTR InstName L3 SYMATTR Value 30m SYMATTR Type ind SYMBOL voltage -1376 -304 R0 WINDOW 123 0 0 Left 2 WINDOW 39 0 0 Left 2 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 5 SYMBOL ind -1088 -336 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 5 56 VBottom 2 SYMATTR InstName L4 SYMATTR Value 10m SYMBOL cap -864 0 R0 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 100n SYMBOL diode -1120 -176 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 0 32 VBottom 2 SYMATTR InstName D3 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL diode -1120 288 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 0 32 VBottom 2 SYMATTR InstName D4 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL res -1216 -256 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 999 SYMBOL res -1232 -112 R180 WINDOW 0 36 76 Left 2 WINDOW 3 36 40 Left 2 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 1000 SYMBOL res -656 -16 R0 SYMATTR InstName R3 SYMATTR Value 1000k TEXT -760 216 Left 2 !K1 L1 L2 L3 1 TEXT -1484 250 Left 2 !.tran 0 1 0 1e-9 startup     

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然后用 LTSPICE 打开这个 “.asc” 文件, 如果有乱码, 麻烦您自己改一下。



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然后用 LTSPICE 打开这个 “.asc” 文件, 如果有乱码, 麻烦您自己改一下。



如果您希望深入了解,不妨认真看看参考书。


附录: 一些(分立)电源电原理图

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       https://www.eevblog.com/forum/beginners/discrete-regulated-power-supply/25/     





LM7800



LM317

       https://www.ti.com/data-sheets/diagram.tsp?genericPartNumber=LM317-N-MIL&diagramId=SNVSAY0     




  

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