并联式稳压电源DIY

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最近DIY了一款以晶体管作为调整元件的并联式稳压电源，成功替代了石前级中的串联式稳压电源（LT317/LT337），体会到了这种电源对音质的贡献是全方位的，其性能可以说仅次于蓄电池。但觉得它在实际应用和调整中远比串联式稳压电源来得复杂，如不透彻理解其原理、不正确计算与精心调整，就难以发挥出其优点。现将心得总结后与大家分享，希望对DIYERS有帮助。（电子管的见http://bbs.hifidiy.net/thread-629446-1-1.html 。）
电路图如下（只介绍+电源部分），输出电压24V负载电流100mA，先说一下原理：

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在Rz（It调节）上流过总电流It；Q是调整管，在其E、C二极间流过工作电流Ia；负载端流过的为Io； 在R1（Uo调节）、R3二个分支电路中流过的电流之和为Is，是基准电源部分正常工作所必需的辅助电流。此电路中的电压、电流相互之间的关系见下图：

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如1、2方程式所示。

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在并联式稳压电源中，最大输出电流It由限流电阻Rz限定，理想情况下It是不变的；另外电路一旦定型后，其辅助电流Is也可视为定值。
本电路采用精密并联稳压模块TL431作为基准源，基准电压加在调整管Q的C、B之间。
当外界出现任何可使输出电压Uo产生波动的信号时，此波动将直接在R3上反映出来，加入到调整管Q的B、E并被Q放大，根据波动大小，Q通过调整其自身的工作电流Ia来修正掉这个波动。由于Rz上的总电流It与辅助电流Is是不变的，调整管Q的工作电流Ia只能跟随负载电流Io的波动作流向相反、绝对值相等的变化，即Io增大多少，Ia同量减小多少；反之Io减小多少，Ia同量增大多少，实际上在同一时间里，二者之间进行了同等能耗量的交换，这就是并联式稳压电源工作的简单原理，它通过能耗量交换的方式（甲类）达到稳定输出电压的目的。
应用：
在把并联式稳压电源应用于前级前，首先必须了解此前级的工作电压Uo与工作电流Io，并测量好未经稳压的输入端直流电压Ui的值，这3个参数是必要的。其次，根据前级要求，选择调整管Q的工作电流Ia的大小，一般情况下可选Ia=（0.5~1）Io，Ia取值越大，则可供能耗量交换的功率储备越大，当然Q的功率损耗也越大。最后根据以上得到的4个参数，通过1、2方程式求得限流电阻Rz的值。R1、R3二个分支电路上的电流值可从TL431产品手册中查找到，在此电路中分别取1mA和5mA。完成这些步序后此并联式稳压电源DIY前期工作完成，接下来找元件动手组装就可以了（软档，不板门弄斧了）。
综上所述，可见并联式稳压电源不如串联式稳压电源（随便调节一下可变电阻就能改变输出电压、负载电流在允许范围内使用大小没有限制）那样方便易用。如需改变它的某一参数，得按照前述方法重新来过一遍，故其通用性较差，一般都须根据各自机器的具体情况与所需要求定制。
注意：
1.        在空载（脱开负载）或轻载时，调整管Q功耗达最大或接近最大，功耗将上升一倍（取Ia=Io时）左右，故对调整管Q的选择、散热等都需放一倍以上的余量。
2.        从提高输出电压Uo的稳定度方面考虑，可采用恒流源替代限流电阻Rz，但将带来声音缺乏自然感的缺憾，这是恒流源的转换速率不如纯电阻高所致。特别是当采用模块器件（317/337）组建恒流源时，这种弊端会更加突出。确实需用时，采用分立元件搭建为好。在市电电压较稳定的城市，没必要使用恒流源。
3.        限流电阻Rz上的电压降Ua不能太小，特别是在市电电压不太稳定、变压器输出余量又较小时，会满足不了大动态信号的要求。
4.        在一些高素质的设备中应用时，调整管Q的工作电流Ia可按照最大负载电流Io的2倍来选取，并使调整管Q的工作点处于线性区域中心（这个很关键啊），尽量避免在大动态情况下，其工作点转移到非线性区域，以低效率和高热量来换取快速的响应，同时变压器、散热器、机壳等设计都要跟上。
5.        并联式稳压电源自身具有过载与短路保护功能，即使负载短路也不会损坏，故不需要加辅助的保护电路。

超明科技

输入限流电阻Rz用晶体管恒流源代替效果会更好些吧.

忧郁绵羊

wxhjl 发表于 2014-4-29 17:50
在Rz（It调节）上流过总电流It；Q是调整管，在其E、C二极间流过工作电流Ia；负载端流过的为Io； 在R1（Uo调 ...

你是给什么供电呢  给前级 运放吗  如果是  那就不需要阔流三极管  
把限流电阻用恒流源50ma代替  后边直接接431并联稳压  效果更好

tigerhifi

虽然是一个比较简单的电路，但是楼主把他讲的如此透彻，值得表扬和学习！

1660720

我都是直接买现成PCB做 这种电源研究透了也就是几种方式{1}431  {2} 二极管  {3}衡流二极管 第一种431 好像没用过。 第三 就用多了

durb

能有象LZ这样把原理讲透的贴子越多越好。

carlsa

不错的好文章,怎不继续讨论?

发烧求败

正在用 不过用管太多

mld

carlsa 发表于 2016-1-29 12:31
不错的好文章,怎不继续讨论?

是啊，应该多些讨论啊、、、

LIUYIXIEYANG

好