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【起因】 這個(gè)改進(jìn)源于前一陣?yán)险垓v可調(diào)電源，本來覺得現(xiàn)在流行的線繞多圈電位器應(yīng)該是很可靠的,，一般不會(huì)出現(xiàn)接觸不良和斷路的可能,，可沒想到我入手的幾個(gè)10圈和5圈的線繞電位器有好幾個(gè)居然都有卡頓或接觸不良的現(xiàn)象，拆開看了內(nèi)部構(gòu)件的確也很差勁,，都是塑料構(gòu)件,，根本不耐用，而進(jìn)口的高品質(zhì)多圈電位器實(shí)在太貴,，真不是可以用來隨手玩的,。所以還是想著能不能在電路上盡可能完善點(diǎn)，防止電位器跳斷出現(xiàn)電源意外,。 在這個(gè)數(shù)控橫行的年代,，探討模擬控制電源貌似有點(diǎn)low。但看著我手里有的電源仍是清一色模擬控制,，即使前一陣搗鼓的那個(gè)智能控制的PFC+LLC電源也還是沒脫離模擬采樣比較電路,，又老想著電位器的可靠性，覺得探討探討可能還是會(huì)有人關(guān)注的,，且都已經(jīng)動(dòng)手驗(yàn)證了,，就花了點(diǎn)功夫整理出此帖。 【本帖試圖解決模擬量控制的穩(wěn)壓電源2個(gè)常見問題】 1.由于調(diào)壓電位器接觸不良或轉(zhuǎn)動(dòng)噪聲引起失控或失穩(wěn)而導(dǎo)致輸出電壓沖頂問題,，容易造成用電設(shè)備電路燒毀或電源輸出濾波電容超壓炸機(jī)等事故,。 2.恒流控制或限流保護(hù)采用低端電流采樣時(shí)比較放大輸入容易失調(diào)和采樣電阻壓降的補(bǔ)償問題,，當(dāng)恒流控制需要到mA級(jí)時(shí)失調(diào)就更容易出現(xiàn)，而采樣壓降在幾十安的大電流電源中影響將更大些,。 不管是開關(guān)電源,，還是線性穩(wěn)壓電源，只要輸出可調(diào)又采用模擬量反饋控制輸出,，都會(huì)碰到這2個(gè)問題,。
{常見的模擬采樣比較放大調(diào)壓控制電路，電位器控制電壓采樣分壓上拉阻值,；電位器同時(shí)控制電壓采樣分壓上拉,、下拉阻值（大范圍調(diào)壓時(shí)采樣電阻電流差異很大，需平衡考慮小電流時(shí)失調(diào)和大電流時(shí)電阻功耗）,；電位器控制基準(zhǔn)電壓分壓比（可實(shí)現(xiàn)0V起調(diào),，但需考慮低端失調(diào)）；電位器控制基準(zhǔn)電壓下拉阻值（可實(shí)現(xiàn)0V起調(diào),，但需考慮低端失調(diào)）,。} 數(shù)控電源不是本帖的討論內(nèi)容。本人對(duì)單片機(jī)等數(shù)字控制電路完全小白,，據(jù)說通過程序可輕松解決失調(diào),、補(bǔ)償、校正等問題,。 【通常的改善辦法】 1.上述電壓失控問題,，通常是在電位器相關(guān)通路用三極管等搭建電位器抽頭斷路識(shí)別電路，控制輸出回低或截止,，或者增加復(fù)雜的輸出電壓動(dòng)態(tài)跟隨保護(hù)電路,。
317等基準(zhǔn)和比較集成在芯片內(nèi)的可調(diào)三端穩(wěn)壓電路沒有太好的辦法，這里是借用網(wǎng)上搜到的利用一個(gè)三極管防電位器抽頭斷路的方法,。 2.前述電流采樣失調(diào)問題通常選用低失調(diào)的精密運(yùn)放（如OPA197等）作比較放大電路,，或使用具有微電壓放大能力的高精度電流檢測(cè)放大器（如INA××系列電壓輸出、分流監(jiān)控器,，共模信號(hào)采集能達(dá)到μV級(jí),，還能實(shí)現(xiàn)高端采樣）；而采樣壓降的補(bǔ)償一般通過設(shè)置負(fù)電源或增加復(fù)雜的檢測(cè)反饋修正電路,，這個(gè)問題和采樣失調(diào)是對(duì)應(yīng)的,，當(dāng)采用較小的采樣電阻以降低采樣壓降的影響時(shí)，失調(diào)的風(fēng)險(xiǎn)就變大,；而為了有足夠的采樣信號(hào)而選用更大一點(diǎn)的采樣電阻時(shí),，在大電流時(shí)其壓降就更大，補(bǔ)償就變得很需要，而且采樣電阻的功耗也是個(gè)很大問題,，需要用更大功率的電阻和考慮更加有利的散熱條件,。 就對(duì)于電流采樣僅需提供一個(gè)固定電流（一般這個(gè)電流值都相對(duì)較大）的限流控制使用時(shí)，因?yàn)椴挥每紤]小電流時(shí)的采樣信號(hào)會(huì)很小,，很多電源都是直接使用一個(gè)較小阻值的采樣電阻,，輸出電壓就忽略這個(gè)壓降的影響。 【我的改進(jìn)想法】
1.調(diào)壓電位器采用抽頭串接分壓法,。 這樣既實(shí)現(xiàn)了采樣電阻阻值隨輸出電壓同比例變化,，基本做到了電壓采樣恒流；又可有效防止電位器出現(xiàn)滑臂斷路或接觸不良時(shí)輸出電壓瞬間沖頂,。從電路分析可知,，當(dāng)調(diào)壓電位器RP1滑臂斷開時(shí),，運(yùn)放采樣輸入端相當(dāng)于通過10K電阻直接與輸出正極連接,，使輸出電壓直接下降為基準(zhǔn)分壓值（圖例電阻分壓后為1V）。 本圖以采樣比較控制為負(fù)反饋環(huán)路的穩(wěn)壓電源為例,。圖中元件取值按輸出1.0～32V測(cè)算,，電阻取值采用常規(guī)，受規(guī)格限制,，實(shí)際輸出會(huì)略有誤差,，需要精確限定輸出范圍的，可在相應(yīng)采樣電阻或基準(zhǔn)電阻上并聯(lián)大阻值電阻予以微調(diào)確定,。 當(dāng)然,，這種接法是無法實(shí)現(xiàn)電壓0V起調(diào)的，要0V起調(diào)就得把電位器接在基準(zhǔn)電壓端,，這時(shí)采樣分壓電阻選擇就是個(gè)考驗(yàn),，選大了低電壓時(shí)電流極小，往往會(huì)低于放大器的偏置電流引起失調(diào)或不穩(wěn),，選小了高壓時(shí)電阻功耗過大,。我覺得對(duì)于這種調(diào)壓范圍較大的電源，其實(shí)0V起調(diào)意義不大,，需要用到1V以下供電的場(chǎng)合一般都得使用高精密度的電壓源,。當(dāng)然也可通過增加負(fù)電源，拉低參考電壓低電位端,，使基準(zhǔn)分壓點(diǎn)與地等電位來實(shí)現(xiàn)0V起調(diào),，但輔助電源多了一路負(fù)電源電路就得復(fù)雜些。 2.電流采樣改為低于地電位,，通過浮動(dòng)恒壓源抬高用于比較放大,。 低于地電位的采樣信號(hào)電壓，就可以把采樣壓降踢出輸出電壓范圍，然后采樣負(fù)電位信號(hào)通過與基準(zhǔn)電壓串接拉高到某一正電位作為比較信號(hào),。同時(shí)考慮到電流采樣信號(hào)電壓一般為幾十mV甚至不到1mV的極小范圍,，而基準(zhǔn)電壓一般都是2.5V～5V，借基準(zhǔn)電壓拉高比較點(diǎn)電位后,，電流變化引起的采樣信號(hào)電壓提供到比較器輸入點(diǎn)的電壓變化范圍會(huì)大比例減小,，采樣比較分辨率大大降低，甚至引起調(diào)控失效,，所以抬高部分使用TL431等穩(wěn)壓源串接,，實(shí)現(xiàn)電流采樣信號(hào)電壓變化同比例反饋到比較輸入端。 本圖同樣以采樣比較控制為負(fù)反饋環(huán)路的穩(wěn)壓電源為例,。圖中元件取值按輸出0～10A測(cè)算,，由于電阻取值受規(guī)格限制，實(shí)際輸出會(huì)略有誤差,。 【驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)】 有了想法總得實(shí)際電路試一下才能心安,。由于本人不會(huì)PCB設(shè)計(jì)，無法打板試驗(yàn)一款像樣的穩(wěn)壓電源板,，反正就是只驗(yàn)證一下這個(gè)采樣比較控制電路的可行性,，找出塵封已久的面包板搭了看看。 {試驗(yàn)原理圖} 
實(shí)驗(yàn)電路中穩(wěn)壓控制僅使用一個(gè)三極管來代替,，反正原理都是一樣的,，搭電路只是為了驗(yàn)證采樣電路是否可行。怕直接搭面包板出錯(cuò),，用“fritzing”軟件先出個(gè)面包板模擬圖,。 {電壓、電流采樣改進(jìn)實(shí)驗(yàn)_面包板圖}
然后按圖搭好元件,，輸出接個(gè)指標(biāo)表,，2根白色杜邦線拉掉相當(dāng)于電位器抽頭斷開。 {搭建模擬實(shí)驗(yàn)電路備料}
{搭好的電壓,、電流采樣改進(jìn)實(shí)驗(yàn)面包板}
實(shí)際電路和軟件出圖略有出入,，因?yàn)閭淞显_長(zhǎng)度差異，比如那個(gè)恒流指示的LED引腳夠長(zhǎng),，就沒用杜邦線轉(zhuǎn)接,，直接插到了對(duì)應(yīng)引腳；2個(gè)電位器抽頭用的杜邦線也不都是白色的,；電流采樣電阻是康銅絲電阻,，不得不用彈簧鉤轉(zhuǎn)接，而且采樣電阻只有0.01Ω,，而連接線和面包板插座加起來的阻值就超過0.1Ω了,，但這不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)，電流采樣電阻的變大無非就是設(shè)定的限流值比例縮小,，反正這樣搭接電路也不能大電流試驗(yàn)。 運(yùn)放電源也沒另接12V,，直接并到了輸入電壓上。 接電試驗(yàn),，輸出穩(wěn)壓正常,，電壓調(diào)節(jié)正常。 {搭好檢查無誤通電最小輸出電壓}
{搭好通電最高輸出電壓}
由于輸入,、輸出接的2個(gè)電解電容耐壓是25V的,，未測(cè)試超過25V的情況。 {調(diào)壓輸出5V}
因?yàn)殡娢黄饔玫氖俏⑿涂烧{(diào)電阻,，行程極小,，調(diào)節(jié)到所需電壓比較難。 接個(gè)小燈泡試了一下恒流控制正常,。 {輸出5V時(shí)帶載}
{輸出6V9時(shí)帶載}
{輸出8V時(shí)帶載}
因功率管沒有散熱器,，先調(diào)低了輸入電壓，降低三極管壓差,，也不敢試大電流,，試到300mA管子已很燙了,。 到目前為止電路沒啥不正常,，至少說明這種接法穩(wěn)壓和限流是沒問題的。 接下來模擬電位器抽頭斷路,，拔掉電位器抽頭連接杜邦線,。 {視頻1：斷開電位器抽頭，短時(shí)小幅上沖} 細(xì)心的壇友應(yīng)該看出來斷開電位器抽頭的一瞬間電壓有小幅上沖,，這不對(duì)呀,，不應(yīng)該呀。 回原理圖想了一下,，應(yīng)該是加的10nF防干擾電容C1引起的,，當(dāng)電位器抽頭斷開一瞬間，C1相當(dāng)于短路,，電位器RP1和下拉電阻R1呈最大分壓比,，采樣比較電路就快速反應(yīng)為電壓需最大輸出，隨著電容充電,，采樣分壓比不斷下降,，輸出電壓隨之下降，直至與參考電壓1V相等時(shí)結(jié)束,。 直接拔了C1再試,。 {視頻2：無電容后斷開電位器抽頭，再無上沖} 這回電位器抽頭一斷開，輸出電壓立即回落,，沒有上沖,。 恒流和調(diào)流端抽頭斷開試驗(yàn)也完全沒問題，具體電流值沒接表測(cè)量,，但看LED轉(zhuǎn)燈是沒問題,，轉(zhuǎn)燈后輸出電壓也是開始下跌。 到此,，算是驗(yàn)證了改進(jìn)是可行的,。 對(duì)于常見的431等電流源加光耦采樣反饋調(diào)壓電路的電位器接法改進(jìn)也一樣可以用，示意圖如下： {431加光耦采樣反饋調(diào)壓電路的電位器接法改進(jìn)}
雖然我實(shí)驗(yàn)的電路是線性電源,，但對(duì)于模擬采樣比較放大控制的開關(guān)電源也是一樣的,。 為進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)際使用情況，我找了個(gè)7500主控的舊電腦電源再試了一下開關(guān)電源調(diào)壓,、調(diào)流按這種接法的效果,。前幾天試驗(yàn)完成后電源也已經(jīng)被我找個(gè)殼裝上算是成品了，也在《數(shù)碼之家》論壇發(fā)了個(gè)帖子《秀一個(gè)航嘉HK350-55BP-S1微機(jī)電源改的恒壓恒流電源》 https://www./forum.php ... 067&fromuid=1049555 (出處: 數(shù)碼之家)],，有興趣的朋友可去那看看,。當(dāng)時(shí)那帖沒發(fā)原理圖，也沒分析改造過程,，因?yàn)檎{(diào)壓,、調(diào)流的接法就是本帖的實(shí)操。過后有壇友問及原理,，我也說過具體改造地方如有可能會(huì)在整理我的設(shè)想驗(yàn)證后另帖呈現(xiàn),，今天也算是兌現(xiàn)吧。 我就把這個(gè)電源改前的原理圖和改動(dòng)的原理圖抄了出來,，在這里貼出,。 {航嘉HK350-55BP-S1電源原理圖}
{航嘉HK350-55BP-S1改可調(diào)電源原理圖}
分析和改裝過程就不說了，類似電源已有不少詳盡的分析,，改的電路部分我在圖中有說明,，有意者自會(huì)看明白原理和我改的意思。就有一點(diǎn),，主電源原來的輸出各路就保留+12V通路,，其它全拆了；原電路板+12V,、+5V整流半橋都是2個(gè)并聯(lián)位的,，給改造帶來方便。 我把原來的雙繞組半波整流改成了繞組串聯(lián)后全橋整流,，斷開了中心到地的連接,，而把全橋負(fù)端作為地,，因?yàn)闆]找到共陽極的整流管，負(fù)端直接用2個(gè)共陰半橋,，接法異于常規(guī)使用,，半橋的2個(gè)二極管拆分對(duì)接、分別并聯(lián),，組成并聯(lián)使用的全橋負(fù)半臂,。 改好后成為1～36V/0～10A可調(diào)恒壓恒流電源，沒重繞變壓器,。 這個(gè)電源控制,、保護(hù)、風(fēng)扇用了個(gè)小板,，而7500的15,、16腳直接就接地和基準(zhǔn)沒使用這個(gè)比較放大器，功率的限制通過小板上一個(gè)四比較器339來搭建相關(guān)電路的,，具體原理我就不分析了,，也不是本帖的內(nèi)容。反正改的時(shí)候調(diào)壓在7500的1,、2腳,，調(diào)流在339比較上10、11,、12腳那一組,，接法就是按我前文設(shè)想的方法，調(diào)流抬高采樣電壓所用的穩(wěn)壓源都是直接用了原來3.3V穩(wěn)壓電路中的431,。其他輔助電源,、輸出通路改造就是與常規(guī)改可調(diào)電源一樣樣的。 試驗(yàn)當(dāng)然也是成功的,，不然也不會(huì)有之前的秀和今天的帖子。圖也不用上了,，一堆破表土辦法隨便測(cè)測(cè)的,，但上沖、回落,、穩(wěn)壓變化還是能看得出的,。 最后把這個(gè)航嘉電源改的電路板描圖也貼出吧，做都做了,，有用沒用放著吧,。 {航嘉HK350-55BP-S1改可調(diào)電源PCB板描圖}
誠然，這所謂的改進(jìn)設(shè)想,，也許早就有人用過,，但對(duì)我來說之前真沒想到過這樣接,，雖然一直有思考怎么能讓調(diào)壓電路電位器斷路時(shí)不上沖，都是剛開始覺得行了,，一上電路就出別的問題,，如大范圍調(diào)節(jié)的失調(diào)、電阻過流等,。今天的這個(gè)接法暫時(shí)覺得是相對(duì)完善的,。如果大家有好的辦法歡迎分享探討。 最后也想到一個(gè)問題,，這種接法本來也并不復(fù)雜,，照例應(yīng)該會(huì)有電路應(yīng)用，但接觸到的電路還真沒碰到過,，說明就算有用的也是極少,，是不是這種接法有我沒注意到的缺陷存在？,？,？有深析其理的朋友可指點(diǎn)一二。
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