0x00 前记

本文记录了一个假想的、还没有实现的可能的可调电源。笔者也只是靠当前的调制。尝试了解自动控制中关于环路的控制。也就可以更好的了解怎么做一个合格的反馈电路。

阅读本文，您可能需要掌握的知识：

技能	熟练度
模拟电路	了解
自动控制原理	了解

0x10 设想

笔者的设想是设计一个可以正负压调节、正负电流限制的电源，而且只需要两个旋钮进行调节。因为现在的网络上的恒压源和恒流源都是关于电压和电流单独的调制，于是笔者就尝试在当前恒压源基础上实现电流的限制。这是当前文章的总体思想。当然，因为内容太多，所以暂时只说一部分，剩下的也许不知道什么时候能更新😄

0x20 恒压源介绍

现在网络上笔者能看懂的电压源基本上有以下几种：BUCK-BOOST型、运放深度负反馈调节型、FLYBACK型。

关于BUCK-BOOST型和FLYBACK型主要是靠数控，而因为某些不得已的原因，笔者不能做关于数控方案的一些设计，所以尝试实现运放负反馈调节型下的设置。

0x21 运放负反馈调节型介绍

以下是一个运放负反馈调节的恒压源：

稍微修改以下就可以得到一个恒流源。

其实都是利用了MOS管可变电阻区进行调节。同样的，也可以使用三极管的恒流区去做这件事情，但是因为三极管需要有一定的驱动能力打开PN结的通道。所以还是使用MOS管进行比较方便一些。毕竟运放内部驱动能力也是有限的。

0x30 恒压源的限流思路

这里笔者选择先简单说明一下环路的作用。

一个完整的恒压源或者恒流源。都有一个相似的控制模式：输出端、采样端、反馈区域、驱动模块

基本的控制思维是：通过驱动模块，将几个基础电压输出，随后这个基础的电压经过采样端得到一个相应的反馈。随后根据反馈进行驱动模块的修改，从而最后得到需要的输出电压。既可以通过调整电压来调整输出的参数。

0x40 一个对于恒压源限流的雏形

上图是一个简单的对于正压的恒压源限流的模型。其中保留了一些简单的采样。但是整体的模型已经搭设完了。

首先Q2和U1B构成当前系统的主要驱动。 而当前系统主要依靠MOS管进行电压的调整，而R3和U3A作为当前的系统采样模块，而R7和R8（0.5kΩ）作为一个基本的放大电路进行调整。这样可以进行R8的修改进行基准的校准。主要因为输入模块可能对于电流导致当前的采样参数出现一定的偏差，从而可以使用R8进行简单的调整，使其与当前的输出与采样得到一定的比例。

而U2A是对于当前的电流输出限制。这里使用一个跟随器进行输出端隔离，保证当前的阻抗还在可靠的范围。也为了在一定程度上保证当前的输出端不会出现影响。

R4负责修改当前的输出电压，也就是给当前的系统提供一个参考电压，这个电压是根据这个电阻进行分压的来，而U1B的负端输入就是这个驱动系统的反馈通路了。因为当前的电压需要进行调整，所以需要引入的是负反馈，以保证当前输出电压超过基准电压就直接降低当前的输出电压，从而控制当前的电压输出。

R9则负责修改当前的输出电流，这个输出电流主要是提供限制电流的方式进行输出电流的控制。从这里可以看出，当前的环路其实是以电流限制为主，因为当前的电压满足之后才会有电流的输出，而电流输出不满足则电压输出可能无法满足。

举个例子，如果现在输出限制电压应为10V，而输出的电流应为2A。则如果现在的阻抗为10Ω，则当前的输出可以正常输出10V，电流为1A，恒压状态。而现在的阻抗如果是1Ω，则当前的输出为2V，电流为2A。则当前为恒流模式，电压控制不起作用。

U2B则是对于当前电流的限制模块。负责输出限制的信号，当前的采样如果高于输入的基准，则需要调制当前的输出端到合适的位置。

上图可以看到，U2A、U1B的输出端都是连接在一起的。因为这个是模型，所以还是有一定的简化的，实际上需要做一些信号的处理，才能保证在一定程度上不会因为信号的干扰导致异常的动作。这里也就不一一赘述了。主要的原理是，做到限制电流优先，电流优先下关闭通道，保证恒压调制。

R6则是负载，这里设计为可调的负载电阻，模拟当前可能随时变动的负载，这里可以得到当前的输出端电压。上面的电源模型已经可以完成正压的电流限制了。负压则会因为当前的模型缺失相关的采样电路而出现震荡的情况。所以暂时还不能实现。下面笔者会实现一种关于有缺陷的正负压调整电流的方式。

0x50 优缺点

这个模型的优点就是不需要变压器，很多输出端需要变压器，而变压器还需要定制（笔者很穷而且很菜，没有变压器用，也不想自己绕）。这样可以减少变压器的使用，这个模型其实是一个最简单的可调电源，在很多的模拟电路教材的电源模块下都有，所以也就不算什么很难的设计。

缺点则是因为当前的设计需要运放的输出能力比较强，也就是运放除了一些基础的参数需要关心，还有压摆率这个参数需要重点关心，起初笔者使用LM358，因为这款运放的压摆率较小，导致当前电路长时间处于调制状态下，引起了当前的系统震荡，输出“打嗝”。理论情况下，压摆率至少需要达到当前电源轨电压/mS的要求，否则很难在规定时间下做出反应。