仿春风设计的双电源运放工作不正常，求高手解决问题~~

tianming

http://www.amobbs.com/thread-5489975-1-1.html，在这个帖子中我仿照春风大师的电源基本上是山寨了一个正负输出的双电源，正电压部分的工作有点可控的意思，但是负电源的部分完全处于全导通状态，直接输出负的最大电压，根本不受控，结果电路修改的面目全非了，尸体如图所示。

在这个板子上真的改不下去了，于是做了第二版的，把第一版中发现的问题给改了一些过来。比如第二版中正电源的电压采样直接采用电阻分压的方式。负电源中的电压采样采用反转比例放大器实现。具体电路图如下图所示：

做出来的板子见下图：

但是在调试的过程中发现负电源还是处于最大导通状态，即输出电源为负的最大，大概22V左右，根本不受控。在测量负电源部分的TL084中，发现了电压采样的运放工作不正常，求高手帮忙啊！

在上图所示的原理中我是采用反转并放大1/12倍的方式对电压进行采样，按照运放的基本原理来说，我输入的是负压，那么输出应该是1/12的负压的绝对值啊，可是该运放直接输出-11.7V左右即运放的负供电电压。当时怀疑是运放坏了，换个运放后还是老样子。于是继续查找原因。我尝试着把VIN-断掉，直接通过-12V电阻分压接到上图运放的2脚的输入端，这个时候有正常工作了。但是这时我只要把VIN-接上，输出直接还是-11.7V，现在就郁闷了。首先运放没有坏啊，运放反转放大部分的电路应该没有问题啊，不然就算断开VIN-它也不会正常工作啊。不接VIN-就没有问题，运放正常工作，实现了反转放大的功能，接上VIN-运放就不工作了,输出的是-11.7V。这个板子的是大面积共地的，所以共地应该没有问题的，现在就是这个样子了，一直找不出原因，希望高手帮忙解答下呀~~~~谢谢了！

tianming

好吧，估计大家都在忙着看奥运会呢吧~~~~原因已找到，正在解决中！！！！是负电源部分的电流采样电路出了问题导致的，把电流采样的断开后就正常了。具体为什么是这个情况，还在查找中~~~

HZQ@

负电源的TL084 2脚3脚互换一下。

deadline2012

负电源的TL084 2脚3脚互换一下，另外12脚和13脚也要互换一下。

deadline2012

楼主在负电源部分将反馈接错了，应该都是负反馈

mitchell

在电源输出电压超过±14V时，电流采样差分放大器的输入端信号，会超过其共模输入范围。
只能把电流采样电阻放在地端，而且大部分正负输出的电源都是这么做的。只是这样需要变压器有两组独立的绕组，而不能使用中央抽头的结构。

另外，这种高端电流差分采样方式，因为共模成分太大，要求4个电阻有非常高的匹配精度，否则共模抑制比极差。

tianming

HZQ@ 发表于 2012-8-7 14:20
负电源的TL084 2脚3脚互换一下。

应该没有错吧，我是参照了日本青木英彦的模拟电路设计与制作，第二章《OP放大器的使用方法》，31页的电路做的啊，这只是个反转放大器，增益是1/12，因为接的是负电源的输出端，电压是低于地的，所以采用翻转放大进行电压采样，不会有错吧~~~谢谢！

tianming

deadline2012 发表于 2012-8-7 15:41
楼主在负电源部分将反馈接错了，应该都是负反馈

谢谢。应该没有错吧，我是参照了日本青木英彦的模拟电路设计与制作，第二章《OP放大器的使用方法》，31页的电路做的啊，这只是个反转放大器，增益是1/12，因为接的是负电源的输出端，电压是低于地的，所以采用翻转放大进行电压采样，不会有错吧~~~谢谢！而12、13脚是典型的差分放大电路，而且12脚连接的采样点的电位比13脚的高，该运放的输出结果是0.22R采样电阻上下电位差的5.1倍。而且虽然采样电阻上下电位都是负的，但是上面的比下面的要高点，所以采用这种接法进行差分放大应该是没有问题的啊。
同时我也分析过了，由于我负电源部分的调整管的驱动管是PNP型的，所以这样的接法是没有问题的吧。？？

tianming

mitchell 发表于 2012-8-7 19:46
在电源输出电压超过±14V时，电流采样差分放大器的输入端信号，会超过其共模输入范围。
只能把电流采样电阻 ...

谢谢，关于共模输入，我也意识到这个问题了，现在已做改进，采用了先将采样电阻两端的电位通过并联电阻至地进行分压，比如一个10K，一个20K，使得采样电阻两边的电位分别降低至1/3，这样应该就没有问题了。
将采样电阻放置在靠近地的位置，以前我也这么想过，不过被我否决了，因为我想做的正负双输出最终可以有一个共同的地，这样在实验室内就有比较好的应用了。如果在地上接采样电阻的话，那么这两个正负的输出应该是分别孤立的吧。这样的话，如果我要输出+ -12V来给运放供电，它就没有办法做到了吧。所以最后没有办法才这样接的。
另外元器件的精确度确实是一个问题，不过我觉得只要元件工作性能稳定，那么在软件上进行一些修正应该也是可行的。
目前做到的地步是：正电源部分不修改了，毕竟是大师的力作，所以工作很好，负电源部分采用在正负输出端用两个等值电阻串联取中间电位再结合地，通过运放进行比较，再将运放的输出结果控制驱动三极管工作。目前该电路测试结果很好，正负输出电压的绝对值可以在1-2mv内的误差。但是这样就有一个局限了，首先正负输出电压是绝对对称的，其次电流的控制只能对正电源实施，并且负电源会根据正电源负载及输出电流的大小而输出一个绝对值等大的负电压。所以负电源部分的电流就不可控了。
目前电路的调试就到了这里，具体的电路和测试结果，等老师觉得这样也行的话，在整理分享给大家吧。不过目前这样的电路距离我的目标，正负双电源，恒压模式下输出电压对称。恒流模式下，正负电源输出电流大小相等的目标离我越来越远了。

mitchell

tianming 发表于 2012-8-9 18:21
谢谢，关于共模输入，我也意识到这个问题了，现在已做改进，采用了先将采样电阻两端的电位通过并联电阻至 ...

共模的问题正负电源都会遇到，电路是对称的，你的正电源可能只是暂时没有发现问题而已。
可以告诉你，安捷伦的+-25V的数控电源也是把两个采样电阻放在底端的。

如图：



文档第130页

tianming

mitchell 发表于 2012-8-9 18:31
共模的问题正负电源都会遇到，电路是对称的，你的正电源可能只是暂时没有发现问题而已。
可以告诉你，安 ...

谢谢，现在的电路图就是正电源可以控流啊，所以就是对正电源采样电阻两端的电压进行分压为原来的1/3后再送给运放的。其次，之前也是兴致冲冲的看过搜过别人的作为参考，可是安捷伦的有好几个图，说实话，看不懂呀~~~

mitchell

tianming 发表于 2012-8-9 19:11
谢谢，现在的电路图就是正电源可以控流啊，所以就是对正电源采样电阻两端的电压进行分压为原来的1/3后再 ...

这个做法就是共模抑制比非常差，电流检测信号受电源的输出电压严重影响的。
上面贴的那个图，算是比较简单的了吧，不如照着这个结构做。

tianming

mitchell 发表于 2012-8-9 19:17
这个做法就是共模抑制比非常差，电流检测信号受电源的输出电压严重影响的。
上面贴的那个图，算是比较简 ...

好吧，我再看看~~~好好研究下。

deadline2012

tianming 发表于 2012-8-9 18:06
谢谢。应该没有错吧，我是参照了日本青木英彦的模拟电路设计与制作，第二章《OP放大器的使用方法》，31页 ...

谢谢楼主的详细的解释，我又重新分析了一下，看来是我错了，还是需要动下笔才知道！楼主的电流采样电路调试得如何了？不知到楼主的那种方法的效果怎么样

tianming

deadline2012 发表于 2012-8-11 00:54
谢谢楼主的详细的解释，我又重新分析了一下，看来是我错了，还是需要动下笔才知道！楼主的电流采样电路调 ...

呵呵，现在电路的情况是：正电源部分仿照春风大师的，所以电压、电流的控制都没有问题，负电源部分目前没有进行电流的控制。而且负电源的电压控制直接采用使用两个等值的电阻串联在OUT+与OUT-端，然后取中间电位接到运放的反相输入端，然后运放的同相输入端直接接地，将该运放的输出结果串联一个电阻后接到驱动三极管的基极即可。这样的话，正电源有恒压、恒流模式，而负电源的输出电压始终与正电源的对称，而且误差很小，目前就是这个样子。老师最近回家了，所以我就先做到这里，等他回来看看之后再做决定怎么做下去~~~

sleedrr

这个电路组合的不好，如果是正负对称电源的话，CH2的电压基准应该来自CH1的输出，起到跟随作用。如果要做并联使用的话，要加电流平衡电路。

deadline2012

tianming 发表于 2012-8-11 09:18
呵呵，现在电路的情况是：正电源部分仿照春风大师的，所以电压、电流的控制都没有问题，负电源部分目前没 ...

这种接法不就是一个增益为-1的反向比例放大器么？

tianming

deadline2012 发表于 2012-8-11 17:51
这种接法不就是一个增益为-1的反向比例放大器么？

这个是典型的比较电路啊，如果串联电阻的中间电位低于0的话（则负电源输出的绝对值比正电源的大），意味着运放的输出为接近+12V，那么PNP三极管要截止，进而减小了调整管的导通程度，达到减小负电源输出电压的绝对值的效果，反之是同样的道理~~~当然在实际工作工程中，PNP驱动三极管并不是工作在导通和截止两种状态，而是在不断的调整当中。个人认为是这样的~~

tianming

sleedrr 发表于 2012-8-11 13:16
这个电路组合的不好，如果是正负对称电源的话，CH2的电压基准应该来自CH1的输出，起到跟随作用。如果要做并 ...

嗯，原来的电路图是上传的那个，但是目前已经修改过了，具体电路等老师拍板后细化之后再细说了~~谢谢

deadline2012

deadline2012 发表于 2012-8-11 17:51
这种接法不就是一个增益为-1的反向比例放大器么？

这是一个线性电源，不存在电压比较器这种非线性的工作状态。
从控制环上看来确实是比较-->反馈-->再控制，不过运算放大器工作在线性区域，其实就是一个比例放大电路。