SB3专属稳压套件灵活运用 - 第一部份【转帖】

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SB3专属稳压套件灵活运用 - 第一部份

摘自：www.diyzone.net    作者：Arlo
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纯净丰沛的稳压是好声的必要条件
自从DZ推出SB3专属稳压套件之后，至今也有数百套在各个网友的家中服役，笔者这阵子常常收到网友们询问如何将SB3稳压应用在各种不同场合的来信之后才发现原来很多网友不仅仅是将SB3稳压用于提供SqueezeBox优良的电源，而是将这个稳压用于CD Player、DAC、前级、唱头放大器...等等需要精密纯净的电源场合，而且效果非常好！
如同标题所言，纯净丰沛的稳压是好声的必要条件这句话适用于任何音响配备，在更为讲究的场合里除了多组稳压之外，每组稳压更应该拥有独立的变压器来隔离每组稳压互相间的干扰，这样子的做法就如同牵电源专线的用意一样，让每组电源拥有独立不受干扰的环境，这样自然就可以得到更纯净的电源了。
有鉴于此，此次系列将分为两篇，第一篇介绍整体电路以及修改电压的计算方式，第二篇介绍如何设定常用的5V、9V、12V15V电源输出，以及提供一些常用应用方法给网友们做为装机时的参考。
SB3专属稳压架构简介

SB3专属稳压是一个单电源稳压套件，在稳压架构上为「二级稳压」，所谓的二级稳压就是利用两个串联的稳压来达到稳压后再稳压的效果，透过两次稳压将电源中的噪声逐次消除。而二级稳压的设计原则是第一级稳压要比第二级稳压能提供更大的输出电流，才能让末级稳压能够完全发挥功效。依循此设计原则，第一级稳压采用可输出高达3A的LT1085稳压IC做为第一级稳压，而第二级稳压以能够提供高频宽以及高速度的OP稳压为其电路架构。我们可以把整个SB3稳压拆成两个部份来看，第一个部份是第一级稳压，而第二个部份为第二级稳压。
第一级稳压的电路如上图所示，首先变压器的20-0次级经整流滤波之后可以得到约+28V的电压，此电压随即分两路送至U1和U2两颗稳压IC；U1为第一次稳压的主角，而U2则是用以提供第二级稳压中的OP电源，此部份的设计可以减少第二级稳压中OP供电受到负载电流的变化影响。从另外一个角度来看，虽然只为了一颗OP就提供一组独立的稳压是有点奢侈的做法，不过为了更好的稳压效果这样子增加的成本是很值得的。
上图中标示的V1为第一级稳压输出的电压，其设定的公式为：V1 = 1.25 x ((R1+R2) / R1)。
而标示为V2的输出点为供应第二级稳压中的OP供电，设定公式为：V2 = 1.25 x ((R3+R5) / R3)。
在V2的输出下方还有一个由R4和D5 LED组成的电路，此部份除了提供一颗LED用来显示稳压的工作状态以外，还可以"耗掉一些U2提供的电流"，为什么需要多耗掉一些电流呢？原因是LM317这类稳压IC必需要有至少10mA以上的输出电流工作才会稳定，一般坊间设计的稳压套件往往忽略掉这点而造成整体稳压工作不稳定的状况。

接下来我们来看看第二级稳压部份的电路图，Q2为一颗JFET接成的恒流源，用来提供D6这颗LM336-2.5低飘移电压参考源稳定的电流，此种恒流+恒压源的设计广泛见于各大hi-end厂机里，可以提供更加稳定的电压参考；Q1为主要的稳压负载晶体，直接面对负载电流并且接收U3 OP所输出的电压校正讯号不断动态地将输出电压维持稳定；而U3的角色是担任误差放大的重责大任，由于此部份影响整个稳压效能甚巨，自然需要低输入噪声以及高响应频率范围的的OPA627来担任，虽然OPA627很贵很贵，不过实际测试时效果确实很不错。
此部份输出的电压V3即是整个稳压输出的电压，这部份要怎么调整呢？首先我们要得知参考电压是多少，而此电压由D6的LM336-2.5提供，所以参考电压是2.5V；接着我们来看R8、R9、R10组成的回授网络，R9和R10的交接点接到U3的反向输入端，由于U3的开环路增益很大，所以非反向输入端的2.5V参考电压会反射到反向输入端，也就是R9和R10的交接点会被强迫固定在2.5V。此时由电阻分压比例原则可以得知，V3输出点的电压会等于 2.5 + (R8+R9) x (2.5 / R10)，也就是 V3 = 2.5 x ((R8+R9+R10) / R10)。
三个电压输出点要如何设定
前面文章中出现了三个电压输出点，V1 ~ V3，最后我们来探讨一下这三个电压设定点要怎么设定会比较合适。在设定之前，我们要先了解第一级和第一级稳压所需要的最小输出/输入电压差，第一级稳压使用LT1085，在LT1085的Datasheet里我们可以查到最小需要的输出入电压差要大于3V，而第二级稳压由于Q1使用IRF630，而IRF630的Vt夹止电压最大可达到4V，再对照Vds - Id表可以得之在输出电流1A以内时所需的最小Vds在1V左右，也就是说第二级稳压的最小输出入电压差要在1V以上，考虑到晶体误差，此最小压差设定在2V以上会比较安全。

得知两级的最小压差之后，我们可以开始进行实际的设定，首先假设输出电压为N，可以得到下列的关系式：
V3 = N
V1 >= N + 2
V1 <= Vin - 3 => V1 <= 25V
举例来说，当输出电压是5V时，第一级的输出电压要在7 ~ 25V之间，这时如果是要让U1,Q1的功率耗损相当了话，可以取V1为15 ~ 16V左右。
最后我们来看一下V2要设定多少，这部份的基本原则是，让OP的输出电压尽量处在供应电源的中间，也就是一半的位置，所以V2的设定公式如下：
V2 ~= 2 x (N+Vt) => V2 ~= 2 x (V3+4)
V2 <= Vin -3 => V2 <= 25V
以N=5V输出电压来计算，V2设定在18V左右即可。
数学公式看的眼花花？呵呵，没关系，下一篇我们来以实际常用的输出电压为范例并且介绍一些常用的使用场合，相信网友们看完之后脑子会冒出更多有趣的应用方法，在次本节目暂时告一段落，大家晚安，再会！

图说：整体稳压设定轻爽利落，整个稳压中只有9只电阻和一颗精密25转可变电阻。