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电子发烧友网>电子资料下载>电源技术>浅谈如何利用差动放大器实现低损失、高性能全波整流器

浅谈如何利用差动放大器实现低损失、高性能全波整流器

2017-11-15 | rar | 0.4 MB | 次下载 | 1积分

资料介绍

全波桥式整流器可将交流信号转换为全波直流信号。通常,由四个二极管组成的电桥可实现全波整流。图1所示为以串联对排列的四个二极管,其中每半个周期内有两个二极管传导电流。在任意给定时刻,两个二极管正向偏置,另外两个二极管则反向偏置,有效消除传导电流。
  结果输出直流,且每半个周期内流过负载的电流均相同。若要将整流器用作直流电源,可在输出端添加一个滤波电容。该电桥电路的主要优势是它不需要特殊的中心抽头变压器,从而缩小尺寸并降低成本。
  然而,这款经典电路有诸多不足之处。流过负载的电流是单向的,因此负载上的直流电压平均值应当等于:公式1 :
  浅谈如何利用差动放大器实现低损失、高性能全波整流器
  然而,实际上在每半个周期内,电流流过两个二极管,因此输出电压幅度等于两个二极管的压降,小于输入幅度。
  例如,若峰值输入为5 V,则峰值输出约为3.8 V.纹波频率等于电源频率的两倍;又比如,采用60 Hz电源,则纹波频率等于120 Hz.此外,电路还受到交越失真和温度漂移的影响。
  浅谈如何利用差动放大器实现低损失、高性能全波整流器
  图1.经典桥式整流器
  图2中的电路通过两个低成本、高性能差动放大器和两个低成本二极管,改进了经典的四个二极管电桥性能,消除了输出端损失。相比传统技术,此方案具有更佳的精度、更低的成本和更低的功耗。
  该电路中的VIN为正弦波。二极管D1在正半周期内导通。放大器A1和A2均用作逆变器。其结果可在VOUT端产生正电压,幅度与输入端的幅度完全一致。二极管D2在负半周期内导通。此时放大器A1增益等于–2/3,而A2增益等于+3/2.–1净增益能为VOUT带来正电压,幅度与输入端幅度相反。该组合可形成一个无损失全波整流器。可在高达10 kHz的频率下对高达±10 V的信号进行整流。
  浅谈如何利用差动放大器实现低损失、高性能全波整流器
  图2.简单全波整流器
  这种设计有几个固有的性能优势,比如成本、交越失真、增益误差和噪声。整流输出的增益精度由10 k电阻确定。这些激光晶圆调整电阻精确匹配,确保增益误差低于0.02%.电路的噪声增益只有2,因此噪声、失调和漂移更低。
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