帮朋友做的线性电源

hds2019 · 发表于 2019-3-20 17:30

春节前，朋友拿了个音响设备的外置开关电源给我，要帮他做个线性电源，虽然我并不认为使用线性电源一定能改善，但朋友的要求还是得满足，同时也想对线性电源作个简单测试，所以就做了这个电源。

首先我们来看一下原装开关电源的性能
开关电源空载波形（标称输出19V 3.43A）：纹波大约30mVpp，频率约160Hz，噪声约80mVpp

开关电源带载图：负载电阻10Ω，电流约1.9A，噪声约200mVpp，把图放大看，纹波大约50mVpp，频率54kHz，此电源确实不怎样

用什么电路？本人不善于制作开关电源，无法制作低噪声开关电源，虽然朋友不计成本，但电流大，并联稳压也不适合，只有串联稳压，但一般的串联稳压高频性能又不怎么样，以前看过一篇文章《设计制作一款HI-FI音响电源》原作者韩镄 http://www.hifidiy.net/index.php?s=/Home/Article/detail/id/9813.html，应该很多人见过，我很认可，决定以此电路为基础，修改扩流而成；

此图是复制使用原文的，如有侵权，请告之，立即删除。

经过备料、打板、测试，到现在基本完成，变压器150W，输出19V，电流4A

散热片是临时测试用的，装箱后是利用机箱散热。

hds2019 · 发表于 2019-3-20 17:50

本帖最后由 hds2019 于 2019-3-20 17:52 编辑

有些测试结果，但今天不能上传了，等明天吧

本人只是个业余爱好者，没有高深的理论基础，也没有高档测试设备，只有低档的示波器、万用表、信号发生器，示波器是60MHz，最小档位2mV，只能测试一些简单的波形，所以也不知此电源能达到怎样的水平，现将一些测试结果给大家看，希望各位高手指点指点

静态测试图
空载

tuanjie · 发表于 2019-3-20 19:31

开关电源负载（额定负载）下某些性能下降测试可以发现

开关电源的输出纹波比较容易对付而对噪声的关注不够数字音频虽不如模拟敏感也有影响

采用电源需要有针对性关键看需求绝非线电开关粗略划分

楼主选择这个线电电路不错特别是用在模拟

cqxl · 发表于 2019-3-20 19:55

某宝上买了一款电源，15V （0.2A. 0.5 A.0.75A 1A）负载下，数字交流毫伏表测得电源输出端对地0.1uf电容两端读数150uv

hds2019 · 发表于 2019-3-21 08:30

本帖最后由 hds2019 于 2019-3-21 08:33 编辑

今天继续~~

本人只是个业余爱好者，没有高深的理论基础，也没有高档测试设备，只有简单的示波器、万用表、信号发生器，示波器是60MHz，最小档位2mV，只能测试一些简单的波形，所以也不知此电源能达到怎样的水平，现将一些测试结果给大家看，希望各位高手指点指点，
测量方式或计算方法如有误，不要见笑，请指出

为什么没用亳伏表，一是我没有，二是我认为亳伏表带宽有限，不能测量到带宽外的噪声，这也是我没买的原因（纯属个人观点），所以我一般使用示波器，下面的测试图都是在60MHz带宽下测量的，不开启20MHz带宽限制。

静态测试图
空载

负载：10Ω电阻，电流1.86A，电源输入功率57.2W，输出功率34.6W，效率60%，静态内阻0.035Ω

负载：2个10Ω电阻并联，电流3.71A，电源输入功率110.2W，输出功率68.8W，效率62%，静态内阻0.034Ω

负载：3个10Ω电阻并联，电流5.55A，电源输入功率161W（已经超过变压器订制的额定功率150W），输出功率102.5W，电源效率64%，静态内阻0.034Ω，从图可明显看到有1mVpp的纹波

hds2019 · 发表于 2019-3-21 08:47

瞬时反应

用的是1kHz 50%方波，负载是10Ω电阻，峰值电流大约1.7A

测试原理图
TIM截图20190316160331.png

从图看：上负载与去负载时的电压尖峰不算大（自认为，井底蛙，没见过好电源）

xmlhifi · 发表于 2019-3-21 08:50

一般测测稳压电源的稳定度：线路调整率，负载调整率；纹波噪声有效值和峰峰值；电源抑制比；响应时间等。

hds2019 · 发表于 2019-3-21 09:23

动态测试：

做此电源本意是想验证一下线性电源的高频内阻的，以前看过一篇文章《有源伺服电路好处在何处----谈电源的动态内阻及其测量方法》《无线电与电视》1996年第 6 期，认为电源的动态内阻会影响到音质。

本测试是参照图6原理，其中Re为3个10Ω电阻并联，调Re两端电压为6.7V左右，直流电流大约为2A

蓝色线为Re两端Vre_pp，红色为电源两端Vo_pp

50Hz动态内阻：Ro = Re * Vo_pp / Vre_pp = 3.33*3.36/3000 = 4mΩ

10kHz动态内阻：3.33*14.2/4560 = 10mΩ

今天不能上传图片了，明天继续

hds2019 · 发表于 2019-3-21 09:37

xmlhifi 发表于 2019-3-21 08:50
一般测测稳压电源的稳定度：线路调整率，负载调整率；纹波噪声有效值和峰峰值；电源抑制比；响应时间等。

这些都应该测的，我只是放了部分我自认为重要的出来。

jzwwcz · 发表于 2019-3-21 14:12

本人菜鸟，只是觉得你做的电源交流声很低了，大电流下才不到1毫伏，很厉害了

stk3048 · 发表于 2019-3-21 15:41

有点复杂，我觉得线性稳压，用三端稳压就够了

lszyc · 发表于 2019-3-21 16:41

hds2019 发表于 2019-3-21 09:37
这些都应该测的，我只是放了部分我自认为重要的出来。

稳压电源的内阻与频率相关，如果能画一条内阻、频率曲线，那是最好了。

zzdlxx · 发表于 2019-3-22 01:36

自己的串联式稳压电源，在小电流的负载下动态调整特性：视乎好于78.lt模块高频没你说的那样。正好够用。还是要仔细调整每一个元件数值

hds2019 · 发表于 2019-3-22 08:23

100kHz动态内阻：3.33*20.0/4640 = 14mΩ

1MHz动态内阻：3.33*36.0/3720 = 32mΩ

10MHz：动态内阻3.33*24.8/728 = 113mΩ

高频动态内阻好象都很低，是不是我的测量方式有问题？

不知哪位测过，结果能发上来比较一下吗？

hds2019 · 发表于 2019-3-22 08:25

lszyc 发表于 2019-3-21 16:41
稳压电源的内阻与频率相关，如果能画一条内阻、频率曲线，那是最好了。

有空我测试后画一曲线

hds2019 · 发表于 2019-3-22 08:27

zzdlxx 发表于 2019-3-22 01:36
自己的串联式稳压电源，在小电流的负载下动态调整特性：视乎好于78.lt模块高频没你说的那样。正好够用 ...

能指点我应该调整哪一些元件吗？

awei0822 · 发表于 2019-3-22 13:46

hds2019 发表于 2019-3-22 08:23
100kHz动态内阻：3.33*20.0/4640 = 14mΩ

1MHz动态内阻：3.33*36.0/3720 = 32mΩ

8楼文章里的测量方法是学术性的，并非公认的常规测试标准，不管是成品稳压电源还是稳压电源芯片，参数指标中是没有“内阻”这项的，几十毫欧的阻值能称得上内阻吗？

hds2019 · 发表于 2019-3-22 17:17

awei0822 发表于 2019-3-22 13:46
8楼文章里的测量方法是学术性的，并非公认的常规测试标准，不管是成品稳压电源还是稳压电源芯片，参数指 ...

这个测量方法确实是学术性的，不是公认的常规测试标准。
只是数字音响涉及高频信号，我在想其所产生的干扰能不能通过“高频内阻（没这个词，我造的）”很低的电源给予抑制，但现有的电源测试标准没有方法，就拿来用了。
本来也想测电源抑制比PSRR，但没有能叠加高频信号的前端大电流电源，只能借用此方法，业余玩玩，没办法的办法。

日王贝才 · 发表于 2019-3-22 17:59

这张图老外测量各种稳压电源的数据，不知这个图测量的是什么阻抗。这个老外几十年来在开发音响稳压电源。

hds2019 · 发表于 2019-3-23 07:24

日王贝才发表于 2019-3-22 17:59
这张图老外测量各种稳压电源的数据，不知这个图测量的是什么阻抗。这个老外几十年来在开发音响稳压电源。

这确实是一张难得的图，有参考价值，从字面看应该是输出阻抗，可能与我说的"动态内阻"同一个意思，本人E文渣得很，蒙的，不一定对，只是这图不知道出自哪一篇文章，如果哪位能告之，无限感激

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