广告

学子专区—ADALM2000实验:调节基准电压源

2021-06-09 Doug Mercer,顾问研究员;Antoniu Miclaus,系统应用工程师,ADI公司 阅读:
本实验旨在构建和研究多种类型的基准电压源/稳压器,分为以下几部分:可调基准电压源,增强基准电压源,分流稳压器。

本实验旨在构建和研究多种类型的基准电压源/稳压器,分为以下几部分:k1uednc

  • 可调基准电压源
  • 增强基准电压源
  • 分流稳压器

调节基准电压源

目标

可以将先前实验中的零增益放大器(Q1、R2)和稳定电流源(Q2、R3)与负反馈中的PNP电流镜级(Q3、Q4)配合使用,以构建在一定的输入电压范围内提供恒定或可调输出电压的电路。k1uednc

材料

  • ADALM2000主动学习模块
  • 无焊面包板
  • 一个2.2 kΩ电阻(或其他类似值)
  • 一个100 Ω电阻
  • 两个小信号NPN晶体管(2N3904或SSM2212)
  • 两个小信号PNP晶体管(2N3906或SSM2220)

说明

面包板连接如图1所示。AWG1的输出驱动PNP晶体管Q3和Q4的发射极。Q3和Q4配置为电流镜,其基极与Q3的集电极相连。Q4的集电极连接到电阻R1。电阻R1和R2以及晶体管Q1按照2020年11月学子专区实验所示进行连接,“ADALM2000 实验: 零增益放大器。”由于Q2的VBE始终小于Q1的VBE,因此应从器件库存中选择Q1和Q2,使得(在相同的集电极电流下)Q2的VBE小于Q1的VBE。晶体管Q2的基极连接到Q1集电极的零增益输出。Q2的集电极连接到PNP电流镜的输入端,即Q3的基极和集电极。2+(单端)示波器输入用于测量Q4集电极上的输出电压。k1uednc

k1uednc

1.稳压器电路。k1uednc

硬件设置

波形发生器1应配置为1 kHz三角波,峰峰值幅度为4 V,偏置为2 V。示波器通道2的单端输入(2+)用于测量Q4集电极上的稳定输出电压(负输入1-和2–应接地)。k1uednc

k1uednc

2.稳压器试验板电路。k1uednc

程序步骤

绘制输出电压(在Q4的集电极处测量)与输入电压的关系曲线。在多少输入电压电平下,输出电压停止变化/调节?这称为压差。对于输入电压高于压差的情况,输入电压每变化一伏,输出电压变化多少?VOUT的变化/VIN的变化称为电压调整率。将可变电阻的输出节点接地。在输入电压固定(即连接到固定的Vp板电源)的情况下,测量电阻各种设置的输出电压。计算每个设置的电阻中的电流。输出电压与输出电流的关系有何变化?这称为负载调整。k1uednc

k1uednc

3.稳压器示波器XY图。k1uednc

增强基准电压源

目标

上一节中稳压器电路存在的问题是,可用于输出负载的电流受到通过PNP Q3和Q4映射的NPN Q2提供的反馈电流的限制。我们希望构建一个电路,不仅在输入电压范围内,而且在输出负载电流范围内都能提供恒定或可调输出电压。这第二个电路利用发射极跟随器输出级为输出提供电流。k1uednc

材料

  • 一个2.2 kΩ电阻
  • 一个100 Ω电阻
  • 一个10 kΩ可变电阻(电位计)
  • 一个4.7 kΩ电阻(可以是为所需电路操作选择的任何类似阻值电阻)
  • 四个小信号NPN晶体管(2N3904和SSM2212)

说明

面包板连接如图4所示。晶体管Q1和电阻R1及R2依然配置为零增益放大器。晶体管Q2和可变电阻R3形成稳定的电流源。如果使用SSM2212匹配的NPN对,最好将其用于器件Q1和Q2。共发射极输出级Q3及其集电极负载R4提供增益。发射极跟随器Q4驱动输出节点并关闭负反馈环路。k1uednc

k1uednc

4.增强型稳压器。k1uednc

硬件设置

波形发生器W1应配置为1 kHz三角波,峰峰值幅度为4 V,偏置为2 V。示波器通道2 (2+)用于测量Q4发射极上的稳定输出电压。k1uednc

k1uednc

5.增强型稳压器试验板电路。k1uednc

程序步骤

重复测量此电路的压差、线路和负载调整。它们与第一个稳压器电路有何不同?k1uednc

k1uednc

6.增强型稳压器波形XY图。k1uednc

分流稳压器

目标

可以将零增益放大器(Q1、R2)和稳定电流源(Q2、R3)与负反馈中的共发射极放大器级(Q3)配合使用,以构建在一定的输入电流范围内提供恒定或可调输出电压的2端口电路。k1uednc

材料

  • ADALM2000主动学习模块
  • 无焊面包板
  • 跳线
  • 一个2.2 kΩ电阻(或其他类似值)
  • 一个100 Ω电阻
  • 一个1 kΩ电阻(或类似值)
  • 一个10 kΩ可变电阻(电位计)
  • 三个小信号NPN晶体管(2N3904和SSM2212)

说明

面包板连接如图7所示。函数发生器的输出驱动电阻R4的一端。电阻R1和R2以及晶体管Q1按照11月学子专区文章所示进行连接,”ADALM2000实验:零增益放大器(BJT)。”电阻R3和晶体管Q2按照2021年1月文章所示进行连接,”ADALM2000实验:稳定电流源。”如果使用SSM2212匹配的NPN对,最好将其用于器件Q1和Q2。添加Q3,将其发射极接地,基极连接到Q2的集电极,集电极连接到组合R1、R3、R4和示波器输入2+的节点上。k1uednc

k1uednc

7.带隙分流稳压器。k1uednc

硬件设置

波形发生器W1应配置为1 kHz三角波,峰峰值幅度为4 V,偏置为2 V。示波器通道2的单端输入(2+)用于测量Q3集电极上的调节输出电压。k1uednc

k1uednc

8.带隙分流稳压器试验板电路。k1uednc

程序步骤

配置示波器以捕获测量的两个信号的多个周期。确保启用XY功能。图9提供了示波器显示的图像示例。调节可变电阻R3时,观察输出电压的调节。k1uednc

k1uednc

您可以在学子专区博客上找到问题答案。k1uednc

作者简介

Doug Mercer于1977年毕业于伦斯勒理工学院(RPI),获电子工程学士学位。自1977年加入ADI公司以来,他直接或间接贡献了30多款数据转换器产品,并拥有13项专利。他于1995年被任命为ADI研究员。2009年,他从全职工作转型,并继续以名誉研究员身份担任ADI顾问,为“主动学习计划”撰稿。2016年,他被任命为RPI ECSE系的驻校工程师。联系方式:doug.mercer@analog.com。k1uednc

Antoniu Miclaus现为ADI公司的系统应用工程师,从事ADI教学项目工作,同时为Circuits from the Lab®、QA自动化和流程管理开发嵌入式软件。他于2017年2月在罗马尼亚克卢日-纳波卡加盟ADI公司。他目前是贝碧思鲍耶大学软件工程硕士项目的理学硕士生,拥有克卢日-纳波卡科技大学电子与电信工程学士学位。联系方式:antoniu.miclaus@analog.com。k1uednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 小型太阳能光伏电源的串联与并联线性稳压对比 对小型太阳能光伏阵列而言,使用线性稳压方案会比较简单。本设计实例将针对此类系统解读,重点关注串联稳压器拓扑与并联稳压器拓扑的相对优势。
  • 绿色出行:英飞凌CoolSiC功率模块可将有轨电车的能耗降 为了满足绿色出行的要求,业界必须以提高能源效率为主要目标,进行新技术开发。顺应这一发展趋势,英飞凌科技即将推出采用XHP 2封装的CoolSiC MOSFET和.XT技术的功率半导体,这款专门定制的解决方案旨在满足轨道交通市场的需求。
  • 使用BLDC电机助力机械扫描激光雷达实现360度视场 激光雷达系统的视场 (FOV) 决定了激光雷达能够捕捉到的图像的宽度,因此该视场对于自动驾驶决策算法十分重要。扩大FOV的方法有很多种,其中之一就是利用机械扫描,使用电机帮助实现360度FOV。无刷直流 (BLDC) 电机可以实现此目标,且高效低噪,因此广受欢迎。
  • 如何设计小型USB-C PD和PPS适配器 为了实现先进的USB电源协议,除了反激式控制器外,设计工程师还需要使用专用的USB控制器或微控制器。这两个IC之间还需要低时延通信,确保整个解决方案符合USB协议。
  • HT7181 3.7V/7.4V升16V内置MOS大功率升压IC解决方案 深圳市永阜康科技有限公司针对升压值18V以下的DC-DC升压应用需求,推广一款集成14A开关管的17.8V输出、大电流非同步DC-DC升压IC:HT7181。
  • SMPS电感的安装方向会影响辐射吗? 开关模式电源(SMPS)产生的EMI辐射频谱是由许多参数组成的函数,包括热回路大小、开关速度(压摆率)和频率、输入和输出滤波、屏蔽、布局和接地。一个潜在的辐射源是开关节点,在很多原理图上称为SW。SW节点铜可用作天线,发射快速高效的高功率开关事件产生的噪声。这是大多数开关稳压器的主要辐射源。
  • PCIe 5.0连接器线缆详细信息曝光,最高支持600W 日前,Twitter 用户@momomo_us透露了进一步研究 PCIe Gen 5.0 连接器标准的图片和内容。根据泄漏者 @momom_us 发布的 PPT显示,即将推出的 PCIe Gen5 显卡标准官方名称为“12VHPWR”,负责定义 ATX 规格的英特尔数据显示,该接口将支持 4 种电源配置,分别为 150W、300W、450W、600W。
  • 如何使用LTspice仿真来解释电压依赖性影响 问题:如何在电路仿真中考虑多层陶瓷电容器(MLCC)的直流偏置影响?答案:使用LTspice的非线性电容功能和合理的模型。
  • 大联大世平集团推出基于CPS产品的50W车载无线充电方案 大联大控股宣布,其旗下世平推出基于易冲半导体(CPS)CPSQ8100芯片的50W车载无线充电方案。
  • 英飞凌推出新一代MOTIX半桥驱动IC 继发布BTN89xx获得成功之后,英飞凌科技再次推出了全新的MOTIX BTN99xx(NovalithIC+)系列智能半桥驱动集成芯片。
  • 细说车载充电机的功能与趋势 考虑到车载充电机(OBC)的整体硬件功能模块,设计人员应解决以下问题:对交流电源输入进行交流整流和功率因素校正(PFC);初级侧DC-DC;次级侧整流(无源或有源);如果是双向的,还要进行次级DC-DC控制…
  • 如何为SiC MOSFET选择合适的栅极驱动器 尽管碳化硅(SiC)具有开关速度更快和效率更高等一系列优势,但它也带来了一些设计挑战,我们可以通过选择合适的栅极驱动器来予以解决。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了