0-150V 2A线性可调电源原理图及及分析

yang77778888 · 发表于 2024-1-28 23:52

有时间做个实验

locky_z · 发表于 2024-2-6 11:51

这个电路挺好的，Q3Q6承受主要功耗，自动非开关式切换。免去变压器非标绕组和继电器切换电路的复杂性。
但这个电路能否更进一步优化，例如

1.用小尚弟电源的电路简化它
2.辅助电源+6V能否合并掉，
看电路图，6V和15V之间是0.3欧的电流检测电阻连接，
目的仅仅是因为Q1Q2Q4Q5驱动电流太大，所以为了检测精度，加上+6V单独驱动Q1Q2Q4Q5，Q1Q2Q4Q5的驱动电流不经过检测电阻？，
但如果Q1Q2Q4Q5用的是达林顿管，那么驱动电流大大减少，电流检测误差几mA问题也不是很大。

locky_z · 发表于 2024-2-29 15:29

forum.php?mod=attachment&aid=NDUwODkyfDAxMDY1ZTZlfDE3MDkxOTE0NTJ8MjQ1NHw5MTE5NQ%3D%3D&noupdate=yes

仿真了一下，最上面2个功率管并不是开关模式，当却换到高一级电源时，就由这一级的管子承受最大功耗，而它下面管子的Vce工作在恒定vce下，

仿真起来，原电路的切换点找不到规律，和功率管型号相关，和6V这个电压相关。
于是参考Class-G这种高低压功放电路的切换电路，修改成如下电路
QQ截图20240229151816.png

每一档切换临界点大概是3.7V左右，
例如输出电压高于32-3.7=28V时，就会开启高一级的功率管Q2
输出电压高于64-3.7*2=56.5V时，就会开启Q3这一级。
换档电压和V2~V4无关，V2~V4完全可以不同，例如是40V+30V+30V，和辅助电源高低无关(当然串联的功率管多，例如三只功率管串联时，V5+V6需要至少15V)。
最大功耗发生在Q3刚开启，且最大电流时，此时功耗就是(2*3.7+V2)*IL。
以下是仿真文件

分段从0起调稳压.zip (231.01 KB, 下载次数: 0)

3AG1 · 发表于 2024-2-29 21:48

locky_z 发表于 2024-2-29 15:29
仿真了一下，最上面2个功率管并不是开关模式，当却换到高一级电源时，就由这一级的管子承受最大功耗，而它 ...

小尚弟电源有缺陷，开机上电和关机断电时，输出电压会有一个上跳脉冲，对负载有较大危险。
而且电路也没有电位器接触不良保护，动臂接触不良会造成电路失控，输出高电压。

这个稳压电源的辅助电源只用常见的正负12V 就可以，没必要再多用一个6V 电压。
电子切换开关电路现在就没必要再用大功率三极管了，用低导通电阻的NMOS 功率场管比较好。
原来的电路属于软切换，可以改成硬切换，也就是NMOS 场管只有导通和截止两个状态，同时加上一定的回差电压，避免在切换点附近频繁动作。

3AG1 · 发表于 2024-2-29 21:54

变压器绕组切换电路，可以用这个帖子里的电路改一下：
https://www.yleee.com.cn/thread-91175-1-1.html

把继电器换成常见的817 光耦就可以，光耦的输出端接切换NMOS 场管的G 极。

电路大概这样吧：

变压器绕组电子开关切换电路-1.GIF

下分压电阻根据自己的需要计算一下即可。

locky_z · 发表于 2024-2-29 22:50

这个电路重要的特点是切换部分是自适应的，
也就是说这几段电源可以不用相同，例如是20+30+20也行，30+30+40也行，不用修改切换检测电路的参数。缺点就是功耗大了一点。
例如做成通用电路，如果你手头是3个20V开关电源，也能接入；如果是一个32V，一个19V，一个16V也能接入不用修改

楼电路以及Class-G这个切换电路，仿真曾用MOS管，但切换点很不确定，和辅助电源大小密切相关，切入点比达林顿管提前较多，导致功耗反而大了。

3AG1 · 发表于 2024-3-1 22:00

这种自适应软切换电子开关，缺点就是效率低，电子开关管在从截止到导通过程中，会有较大的功耗，需要加散热器。

至于开关电源的串联使用，根本就没必要用这么复杂的控制电路，临时性的可用一个可调电源串联一个或几个固定电源，就可以简单实现可调输出。

这种软切换电路，它是通过检测调整管的输入、输出压差来决定开关管的导通程度，开关管不管是使用三极管还是场管，它的导通电压都不是固定的，即便辅助电压固定不变，导通电压也会随输出电流的大小变化。

locky_z · 发表于 2024-3-1 23:20

效率其实也不算低了很多。
例如3档都是30V开关式切换，最大功耗发生在刚切换时，因为此时压降最大。

仿真显示，功耗比用开关式切换，只是多了(n-1)*3.7V压降，
例如第2级开通时，Q1的压降基本恒定在3.7V左右，其余压降主要由Q2承担。
第3级开通时，Q1压降还是3.7V左右，Q2压降也基本是3.7V左右，其余压降基本由Q3承担。

因此Q1~Q3都用相同级别功率管，共享一个散热器就行。

呵呵 · 发表于 2024-3-7 13:50

谢谢分享。。。

locky_z · 发表于 2024-3-9 16:35

本帖最后由 locky_z 于 2024-3-9 16:37 编辑

再改一下，切换电路用TL431做成更通用的结构的自适应结构，基本上可以一直串下去。用MOS管做切换管降低压降。无论那一档，总体合计最少压降4V左右，完全可以达到继电器切换绕组的电源利用率。
调节电路改成调节Vref方式，这样输出电压和旋钮刻度成正比。

仿真文件

开关式分段可调.zip (293.66 KB, 下载次数: 0)

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