单电源运放到底能不能这样用

winwood2000 · 发表于 2012-2-6 17:37:57

(原文件名:QQ截图未命名.png)
电路如图，是一个典型的LDO。此电路工作时运放同相输入端的电位一定比反相输入端要低一点，在这种情况下单电源运放能行吗？

on971 · 发表于 2012-2-6 18:05:26

原理行，实用差。

i55x · 发表于 2012-2-6 18:17:24

常规稳压电路VT是个射随器，所以不影响动态性能。
你这个电路里面VT是个放大环节，会把零极点引入0db以上，必然是个振荡器。
要想消除振荡，要引入频率补偿，结果就是你这个电路就算是能用，动态性能也会非常的烂。

xnliuxiwen · 发表于 2012-2-6 18:17:46

回复【1楼】on971
原理行，实用差。
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能否说说你的理由？

jade1988 · 发表于 2012-2-6 18:45:10

运放接成带反馈的形式效果应该更好些,运放输出加电阻,通过控制ib来控制负载上压降;

loohoo0302 · 发表于 2012-2-6 18:52:11

A的OUT必须接近VIN，不然不能控制VT，一般用比较器+上拉，最好不用运放

i55x · 发表于 2012-2-6 19:05:11

回复【4楼】jade1988
运放接成带反馈的形式效果应该更好些,运放输出加电阻,通过控制ib来控制负载上压降;
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你没看懂他的电路，这个电路本来就是闭环负反馈。

i55x · 发表于 2012-2-6 19:07:44

回复【5楼】loohoo0302
a的out必须接近vin，不然不能控制vt，一般用比较器+上拉，最好不用运放
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楼猪的电路这部分没问题。A的out不能接近Vin的原因是拉电流的那个管子能力不行，但是他的电路不需要拉电流，只需要灌电流，所以是正常的。

楼猪的电路直流分析起来完全正确，但是用交流波特图分析起来就是振荡器。

winwood2000 · 发表于 2012-2-6 20:38:07

回复【7楼】i55x
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我有点怀疑运放在单电源供电的情况下输出端能不能灌进电流去。以最常见的单电源运放LM358为例（见下图）
单电源供电时Q13截止，Q5、Q6完成电压（和电流）的输出，这样一来Vo端不可能灌进电流去啊。

LM358内部电路 (原文件名:QQ截图未命名.png)

on971 · 发表于 2012-2-6 21:39:04

回复【3楼】xnliuxiwen
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做为电源，输出端应并上一个大电容。
该电源电路实质上不能称为线性的，它是“开关”性质的，开关波形似乎是锯齿状的。

i55x · 发表于 2012-2-6 21:57:55

回复【8楼】winwood2000
回复【7楼】i55x
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我有点怀疑运放在单电源供电的情况下输出端能不能灌进电流去。以最常见的单电源运放lm358为例（见下图）
单电源供电时q13截止，q5、q6完成电压（和电流）的输出，这样一来vo端不可能灌进电流去啊。

<center>
lm358内部电路
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你搞错了，你在楼猪位贴出来的电路图跟内部图结合起来看，内部的Q5和Q6是没有用的，完全处于截止态，只有Q13起作用，所以“【5楼】 loohoo0302”的说法完全错误。你自己仔细看看VT的基极电流是怎么流的吧。

winwood2000 · 发表于 2012-2-6 22:00:04

回复【9楼】on971
回复【3楼】xnliuxiwen
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做为电源，输出端应并上一个大电容。
该电源电路实质上不能称为线性的，它是“开关”性质的，开关波形似乎是锯齿状的。
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这个路路怎么能是线性的呢，这是我在网上找到的一个电路，原文解释如下：

低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如下图所示，该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。
取样电压加在比较器A的同相输入端，与加在反相输入端的基准电压Vref相比较，两者的差值经放大器A放大后，控制串联调整管VT的压降，从而稳定输出电压。当输出电压Vout降低时，基准电压与取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，串联调整管压降减小，从而使输出电压升高。相反，若输出电压Vout超过所需要的设定值，比较放大器输出的前驱动电流减小，串联调整管压降增大，从而使输出电压降低。供电过程中，输出电压校正连续进行，调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。

winwood2000 · 发表于 2012-2-6 22:11:17

回复【10楼】i55x
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我也曾经想过是Q13在起作用，可是有一点我没想明白：
LM358在两个输入端短路的情况下（不考虑失调电压等因素）输出应该接近0V。按照楼主（也就是我）电路的接法，反相输入端的电位始终比同相输入端高一点点（这个可以用反证法证明），这时LM358的输出肯定也是接近0V。因VT的基极连在LM358的输出端，这时Vin经VT的发射结，Q13的发射结似乎确实可以灌进电流。可是这样一来Vin不就被嵌位在1.5V左右了吗（此时Q13基极电位接近0V），这样LM358应该会被烧掉。麻烦i55x帮解释解释。

on971 · 发表于 2012-2-6 22:12:15

回复【11楼】winwood2000
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原文扯蛋。
那个VT能当调整管使吗？如强词说就能当的话，问能有多大的线性区可利用？

i55x · 发表于 2012-2-6 22:25:26

回复【12楼】winwood2000
回复【10楼】i55x
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我也曾经想过是q13在起作用，可是有一点我没想明白：
lm358在两个输入端短路的情况下（不考虑失调电压等因素）输出应该接近0v。按照楼主（也就是我）电路的接法，反相输入端的电位始终比同相输入端高一点点（这个可以用反证法证明），这时lm358的输出肯定也是接近0v。因vt的基极连在lm358的输出端，这时vin经vt的发射结，q13的发射结似乎确实可以灌进电流。可是这样一来vin不就被嵌位在1.5v左右了吗（此时q13基极电位接近0v），这样lm358应该会被烧掉。麻烦i55x帮解释解释。
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你的假设全都是错的，两输入短路，输出是接近0V或接近电源，根据输入失调电压的极性决定。
如果是两输入虚短的概念，那么输出状态应该是Vin-0.7V，你的理解完全是错误的。

winwood2000 · 发表于 2012-2-6 22:27:53

回复【13楼】on971
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我是抱着学习的目的来的，你说不行的话说说为什么不行。

i55x · 发表于 2012-2-6 22:29:49

回复【13楼】on971
回复【11楼】winwood2000
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原文扯蛋。
那个vt能当调整管使吗？如强词说就能当的话，问能有多大的线性区可利用？
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你别装b了，楼猪的图就是LDO典型内部电路图，完全正确。
楼猪的图的错误在于如果那个运放是通用运放的话，加上VT的放大，开环放大倍数太高，不满足稳定的频相特性，会发生自激振荡。

winwood2000 · 发表于 2012-2-6 22:41:27

回复【16楼】i55x
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这个确实是LDO典型内部电路图，一看i55x就是明白人。
这个电路的输出电压应该是(V-)*(1+R1/R2),闭环放大倍数就是1+R1/R2，在V-和Vout可以比较的情况下闭环放大倍数应该不大（小于10），怎么会不稳定呢？

on971 · 发表于 2012-2-6 22:48:59

回复【16楼】i55x
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我是男的，没B，没资格装B。你要是说我不懂装懂，这会比较好些

i55x · 发表于 2012-2-6 22:53:46

回复【17楼】winwood2000
回复【16楼】i55x
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这个确实是ldo典型内部电路图，一看i55x就是明白人。
这个电路的输出电压应该是(v-)*(1+r1/r2),闭环放大倍数就是1+r1/r2，在v-和vout可以比较的情况下闭环放大倍数应该不大（小于10），怎么会不稳定呢？
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零极点的概念参见《自动控制原理》，我不能写一本书给你讲明白。
如果你实在是不理解的话，有个偷懒的办法，就是用pSpice/MultiSim/Proteus这样的仿真软件仿真，你就会发现你的电路是振荡器了。
然后加补偿电容（可以加在VT的b-c之间），不断增大电容的容量，直到稳定为止。

winwood2000 · 发表于 2012-2-6 23:28:18

回复【19楼】i55x
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谢谢你的指点。

winwood2000 · 发表于 2012-2-6 23:38:19

回复【19楼】i55x
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对照LM358内部电路图，我还有一点没想明白：
因为Q12集电极接的是恒流源，当LM358输出为0时Q12集电极电位应为100uA(100uA是恒流源电流）,这时LM358即不输出电流也不灌入电流。要想使LM358输出正电压，必然有Q12集电极电流小于100uA,二者之差从LM358输出端流出。而按照0楼电路的接法LM358输出端的电流是灌不进去的，因为此时LM358内部没有吸收电路的通路。

yeutay · 发表于 2012-2-6 23:57:51

回复【3楼】xnliuxiwen
回复【1楼】on971
原理行，实用差。
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能否说说你的理由？
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OPA驱动VT对Cout充电,但无法对Cout放电。

rising-E · 发表于 2012-2-7 14:53:24

回复【19楼】i55x
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小弟刚入门。我仿真了这个电路，确实震荡。但是改成NPN的三极管并且对调运放的输入极性，就会很稳定的工作。请问一下高手怎么解释？在VT的b-c之间加电容，我没尝试出来，原因一加电容，软件会报错，请问应该加大概多大的电容？

winwood2000 · 发表于 2012-2-15 22:31:15

回复【23楼】rising-E
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你拿什么软件仿的。
我用multisim仿真，输入不变负载不变的情况下很稳定；输入改成交流桥式整流、滤波后电路变得不稳定。

单电源运放到底能不能这样用

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