低压低漏失稳压电源设计

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摘 要：本设计采用绝缘栅型功率场效应管，辅助精密电阻和精密稳压源构成反馈电路，设计输入5.5V-25V、输出5V的直流线性稳压电源，系统具有输出电压误差小，输出电流误差小，微弱电流漏电保护的特点。

关键词：低漏失；场效应管；漏电保护

1. 调整管选择

在稳压电源设计中常采用三极管和稳压模块作为主要器件。三极管分为硅管和锗管，它们的压降大小不一样，小功率硅管的压降一般在0.6V到0.7V，大功率硅管的压降可以达到1V，而锗管的压降一般在0.2V到0.3V，显然，硅管不能满足0.5V的低漏失压降要求，但是锗管少见而且低频特性存在方向漏电流比较大的缺点。常用的稳压模块比如三端稳压集成芯片7805，其内部的三极管（调整管）的呈现线性放大状态，正常情况下有0.7V到1.2V的管压压降，输入电压超过12V则发热量过大，转换效率低。

本设计选用P沟道绝缘栅型功率场效应管作为调整管，满足低端电压5.5V转换成为5V的要求，同时利用高精度的采样电阻对调整管稳压输出进行采样，然后采用高精度的基准电压源进行比较运算放大，调整稳压输出。

2. 系统框图

图1系统结构框图

图2 产品实物图

系统结构框图如图1所示。系统按照功能设计分为稳压电源模块、漏电检测模块和单片机控制系统模块三个部分。稳压电源模块核心为P沟道绝缘栅型功率场效应管IRF4905；漏电检测采用集成的电流和电压检测芯片；单片机控制系统进行运算和控制基准电压源，并连接键盘和LCD显示。系统提供漏电的测试接口以及电流检测的表头。

产品实物图如图2所示。

3. 稳压电路定性分析

稳压模块由调整管（IRF4905）、负反馈电路、误差发达器、驱动电路组成。

R3和R4采用1K的精密电阻构成反馈网络，采样稳压输出电压VF，与TL431精密基准电压源VR进行比较，比较结果通过LM318构成的误差放大器放大并积分，驱动控制管Q9104工作，从而维持稳压管输出。

控制过程：

Vi+ VO+VF误差放大器输出，相关计算公式如下：

4. 漏电电流检测芯片MAX472

漏电的电流检测采用精度较高的集成芯片MAX472，内置精密电阻，能将电流直接转化为电压输出，通过继电器来控制切换。

按照芯片设计和电路分析：

Vout=（Isense×Rsense×Rout）/RG，

其中Vout为期望输出电压，Isense为传感电阻的电流，Rsense为传感电阻，Rout为输出上拉电阻。

电流传感电阻和电压计算按照下面的公式进行：

Vout=（Isense×Rsense×Rout）/RG，

5. 单片机控制流程

由于采用了自带10位A/D转换的单片机，所以单片机软件控制设计的主要要实现电压值的A/D转换，软件滤波，比较计算，开断保护控制，显示，键盘输入等功能。

参考文献

[1]张庆双.电子原器件的选用和检测.北京：机械工业出版社，2003

[2]康华光.电子技术基础（模拟部分）[M].北 京：高等教育出版社，2002

作者简介：

赵阔（1983-），男，汉族，四川人，硕士在读，讲师，主要研究方向：电子技术、通信系统与信息处理。