高稳定度低纹波的线性稳压电源设计

摘 要： 设计制作了一款基于LT1083/LT1033系列大功率低压差三端稳压芯片的高稳定度低纹波直流电源，介绍了降压、整流滤波、线性稳压、LC低通滤波等主要构成模块。测试结果表明，本电源具有输出电压稳定度高、输出电流大、低纹波、低功耗等特点。
关键词： 高稳定度；低纹波；低功耗

　线性稳压电源被广泛应用于科研、电力电子、电镀、广播电视发射、通信等领域，是大专高等院校、实验室等进行电子电路研究不可或缺的仪器设备[1]。但是传统线性稳压电源存在变压器转换效率低、稳压芯片压差大、滤波电路不够完善等缺点，时常出现输出纹波大、效率低、发热量大、间接地给系统增加热噪声等问题[2-3]。在历年的电子设计竞赛中，作品在比赛场地测试正常，但在指定测试场地测评时，电路突然烧毁或者性能指标达不到原先水平的现象时有发生，一个重要的原因就是测评场地提供的稳压电源电压波动大、供电电流不稳定、正负电压不匹配[4]。因此，高稳定性、低纹波的稳压电源是科研创新和电子设计竞赛不可或缺的保障[5-6]。
1 系统总体方案设计
　本设计由降压模块、整流滤波模块、线性稳压模块和低通滤波模块组成[7]，如图1所示。变压器将220 V/50 Hz交流电分别降压到±16 V、±6 V、+6 V，通过整流桥堆整流以及大容量电容滤波后，进入正(负)线性稳压模块，再经过低通滤波模块滤除直流以外的干扰信号，分别输出±15 V、±5 V、+5 V的稳定电压。

2.2 线性稳压模块
　LT1083/LT1033系列正负可调稳压器的效率大大高于现有器件，可以提供7.5 A、5 A和3 A输出电流，并能在低至1 V的压差条件下运行，压降在最大电流条件下保证在1.5 V以内。负载电流减小时允许压差同时减小，可在多种电流水平条件下通过片内修整电路，提供所保证的最小压差，并能够使输出电压准确度调节至1%。其电压调整率为0.015%，负载调整率为0.01%，对电流限值也进行了修整，最大限度地减小了过载条件下稳压器和电源电路上承受的应力，具有热功耗限制保护[10]。LT1083/LT1033系列器件的引脚与老式三端稳压器兼容，与大多数稳压器设计中的10 μF输出电容器以及PNP稳压器多达10%的输出电流作为静态电流消耗不同，LT1083/LT1033系列的静态电流流入负载，大大降低了电源功耗。此芯片电压调整率小、负载调整率小的特点能够保证输出电压稳定度高。正负线性稳压模块电路如图3所示，其中R1=R3，R2=R4。电路中的电阻参数可根据输出可调电压公式确定：