1、【电源网】记得刚入电源这行的时候,是在一家做电瓶车充电器的厂家作维修开始.那时候的充电器基本上都是 3842+817+431+LM324 的结构.有的装有 4060 的定时芯片,有的省了四运放,用一个 358 就完成了所有三段式的功能 .刚入行也不懂运放在这里是做啥用的.于是跟老板请示, 要求给我一个星期的时间来熟悉整个电路.没想到老板不仅爽快答应了, 还允许我使用办公室的电脑上网查资料.有这么好的环境,自然应该抓住了多学点东西哈。通过最初的一个星期的百度,知道了运放在这里是做比较器用的, 但为什么不直接使用一个 339 的比较器, 而用一个 324 的运放呢?又继续学习三段式充电器,和铅酸电
2、池原理. 额.娘啊,每个疑问背后都有更多的疑问,两个星期,笔记本就用了一个 .稿纸若干.算是大概的弄懂了原因 :在三段式铅酸充电器中,前段需要恒流充电,这期间电压是缓慢上升的, 中段是恒压充电 ,末段是降压,并且恒压浮充.因为有个恒流在里边,就不大适合用比较器了, 其实比较器可以理解成一个没反馈的运放,输出端总是最大值和最小值的变化, 这不利于控制恒流 .而运放就比较“软“一些.运放加入适当的负反馈,不但可以避免尖峰的干扰, 而且可以使输出端保持一个稳定的线性变化.这对于初期的恒流充电来说至关重要. 虽说用起来很容易拼出外围电路, 但真实的运放在充电器中,依然是处于危机四伏的工作环境.下面看看
3、运放的工作环境:充电器已经被无良老板做砸了,但市面上仍不乏好的产品. 而我老板则是怎么便宜怎么来. 先是 150W 的充电器输入电容从 120uf 减小到 82uf/400V,而后, 输出电容也从两个 470uf 和一个电感组成的滤波电路省成了一个 330uf 的电容.Y 电容也省了.交流输入电感啥的都省了. 热敏电阻最后也省了 .保险丝在我的一再要求下被留了下来. 原来次级是两个二极管 并联的整流, 也省成一个了.二极管的尖峰吸收电路也去掉了 .总之,一大堆老板觉得没用的东西都扔了. 就这要一个窗破墙残的环境, 满载输出波纹超过 5V,更别说 EMC 啥了.插家里插座上, 隔壁邻居的电视机都
4、会有干扰 .在这样干扰严重的环境下,要求运放能稳定工作, 而且电压电流都要稳. 其实也真难为这运放了.只能多多的加入负反馈 ,来抑制干扰造成的振荡和自激.记得那时候电源总是会叫.那时候不懂, 傻傻的挨个换零件, 因为有的板子就不叫,所以就认为肯定有零件坏了.后来换到了 431 的 1 和 3 脚所接的电容 ,容量是 224,换了就好.拆下的电容再测量,容量略有偏差 ,不过也没超过 20%的允许误差 ,而这拆下的电容再换到别的机子上,又可以正常使用.于是又研究起了 431.这才发现 431 内部原来也有一个运放.而这电容正好是 431 内部运放的负反馈电容. 也是由于反馈电容的容量和电源的频率刚
5、好使所用的 431 出现了严重的自激而引发的“叫声“. 后来也证明了我的猜想, 更换其他厂家的 431,或者稍微改动电源的频率,或者换一个容量稍大或者稍小的反馈电容,都可以解决因为 431 引起的叫声.这次 431 的事件 ,又让我对运放有了更深的认识.所以,至少我认为,反馈电路对于运放的稳定性至关重要.无论是放大 ,还是做比较器使用,都是如此.再说几个 358 运放使用中的问题. 有次,设计一个比较电路 .习惯性的使用了运放.原因有两点,1,我已经比较习惯使用运放来作比较器了.2, 对于公司采购来说,少一个器件至少在材料管理和使用上都会方便很多.这电路呢,是用来比较 1 毫伏的电压差的,理论
6、上讲都能实现的,可实际板子出来了才发现输出是随机的.因为反相输入端电压是 4.001 伏, 而同相输入端是 3.999V.有两毫伏的压差,很明显输出应该是低电平 .可实际上却是每次上电后输出端的电压不是高电平就是低电平.而且稳定不变了.反馈电路反复调整都没用.不管是正反馈还是负反馈 ,输出总是随机的.于是只好再突击学习.详细看了资料才发现, 原理运放的两个输入端理论上的压差可以及小,但由于制造工艺上的限制,对于两输入端的最小电压分辨率,还是实际存在的.也因为老板对产品的价格很敏感,定死了只能用一毛五分一只的 LM358,无奈只能进行一个实验,不能相信零件供应商提供的 PDF 了.参数水太多 .
7、于是搭建了一个没有干扰的,电池供电的纯直流环境, 输入电压依然是 4V,一点点调整俩输入脚的电压差,观察输出端的变化. 经过两天的反复实验 ,总结出了这种国产的 358 输入端的电压误差问题:当俩输入端误差在 2 毫伏内, 基本上我手头上的运放都不会正确的输出电压当误差在 2-5 毫伏的时候,大部分运放可以准确的输出正确的电压.当两只输入脚的压差达到 8 毫伏以上的时候, 我手头的运放都能完全无误的输出高或者低电平了.由此,我的电路也进行了更改, 以后的设计中,我也牢记尽可能的把同相反向输入端的电压差提高到 10 毫伏以上.这样 ,老板不论进哪个牌子的运放,也都能适应了.还有次在使用运放的时候
8、发现工作状态不正常,只是偶尔的出现误动作.怀疑是运放质量问题,换别厂家的运放依然还是偶然的会出现. 只是很难发现了. 只好硬着头皮试图更改零件参数来解决.后来通过示波器 测量各个脚, 电压都很好.运放的供电脚波纹也不大于 50 毫伏,但还是在供电脚对地加了个 104 的电容,再测波纹电压依然跟没加前相似 ,至少肉眼看不出明显的改善.但运放却好了一些 .以前 10 次有 2 次误动作 ,现在 20 次才发现了一次误动作.看来电容还是有效的.但考虑到以前的使用环境,那时候运放的供电波纹都达到了 100 多毫伏, 依然正常的很.肯定还有根本的原因没找到.后来经过几个通宵,才发现自己布线的问题, 给运放的供电线路太长, 围着板子绕了个括号形状,用示波器抓不到低频的干扰, 特别是在其他电器插拔的瞬间, 运放的状态就变了.由此更加肯定了是布线吸收了干扰造成的运放的误动作.这也是不加入共模电路造成的直接影响.后来解决的办法是在靠近运放的地方,就近在电源线和地之间装一只 2.2-10uf 的电解就可以了.由此,也养成了我的第二个使用运放的习惯,就是在运放附近 ,必须加一个 10UF的电解作滤波.这样,由于布局的问题就不存在了.可以任意布电源线了 .即使布线很好,多一个电容滤波总是没有坏处的.对于运放,我只懂这么多.希望能遇到专业人高手能指点指点, 运放这个万能电路真的很精彩.
