误差放大器电路 admin    18/09/07



    误差放大器的作用是通过比较取样电压(UQ),亦称反馈电压与基准电压(UREF)之问的误差値来产生误差电压(Ur),进而调节NPN型晶体管的压降,使输出电压维持不变。在基准电压稳定的前提下,误差放大器是影响线性稳压器性能的关键因素。

    差分输入式误差放大器的简化电路如图2-2-1所示。当电源电压(Ucc)和芯片温度保持恒定时,由误差放大器输出的误差电压为

Ur = AVO(UREF-UQ) = AVO(UREF-Urβ)                  (2-2-1)

    式中:AVO为放大器的开环增益;β为反馈系数,β=R2/(R1+R2)(β≤1)。从式(2-2-1)中解出

Ur = UREF/(β + 1/AVO)                           (2-2-2)

图2-2-1  分输入式误差放大器简化电路图

    当AVO接近于无穷大时,式(2-2-2)可简化为

Ur = UREF/β                                         (2-2-3)

    在UREF和AVO保持不变的情况下, 误差电压Ur的温漂通常为±(5.0~15)µV/℃,这会导致Ur成比例的变化,解决方法是使误差放大器的输入晶体管尽可能匹配,并使反馈系数β=1,此外,当电源电压Ucc变化时,Ur也随之改变,利用AVO、电源抑制比(PSRR)和共模抑制比(CMRR)都很高的放大器能减小这种影响。

    误差放大器的等效输出阻抗(ZO)由下式确定

ZO = ΔUr/ΔIr                                         (2-2-4)

    为使负载电流对输出电压的影响为最小,应尽可能降低ZO,减小ZO的一种简单方法是用射极跟随器(VT)实现阻抗转換,电路如图2-2-2所示,IO为稳压器的输出电流,Ir为误差放大器的输出电流,当Ir变化ΔIr时,其输出电流仅变化ΔIO=ΔIr/hFE,因此可使ZO减小到ZO/hFE

图2-2-2  用射极跟随器实现阻抗转換

    对误差放大器的基本要求如下:

    (1)具有很高的共模抑制比(KCMR),误差放大器对共模信号的抑制能力称作共模抑制比,它表示差模电压增益AVD与共模电压增益AVC之比,有关系式 KCMR = |AVD/AVC|。

    (2)具有很高的开环增益(AVD),开环增益表示当误差放大器作开环使用时,输出电压的变化量与差模输入电压的变化量之比。

    (3)具有很低输入失调电压(UIO),输入失调电压表示当输出电压为零时,加在两个输入端之同的直流补偿电压,由于集成电路的输入晶体管不是完全匹配的,因此在放大器的工作过程中可利用补偿电压实现匹配。

    (4)当电路的反馈系数β=R2/(R2 + R1)=1时,稳压性能为最佳。

    (5)带射极跟随器输出。

    (6)实际的误差放大器电路还需增加RC型相位补偿网络,以提高控制环路的稳定性。



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