原標(biāo)題：uA723構(gòu)成的實用穩(wěn)壓電源電路

uA723是一款經(jīng)典的高精度可調(diào)集成穩(wěn)壓器，由德州儀器（TI）推出，廣泛應(yīng)用于線性穩(wěn)壓電源設(shè)計中。其核心優(yōu)勢包括寬輸入電壓范圍（3V~40V）、可調(diào)輸出（1.25V~37V）、高精度基準(zhǔn)（±0.01%典型值），并支持過流保護(hù)、過熱保護(hù)等擴(kuò)展功能。以下是一個基于uA723的實用穩(wěn)壓電源電路設(shè)計，涵蓋原理、參數(shù)計算、關(guān)鍵組件選型及調(diào)試要點(diǎn)。

一、uA723內(nèi)部功能框圖與引腳定義

1. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

uA723內(nèi)部包含以下關(guān)鍵模塊：

• 1.25V基準(zhǔn)電壓源：提供高精度參考電壓（誤差±0.01%典型值）。

• 誤差放大器：用于比較反饋電壓與基準(zhǔn)電壓，輸出控制調(diào)整管。

• 調(diào)整管（NPN達(dá)林頓對）：最大輸出電流150mA（需外接擴(kuò)流電路）。

• 過流保護(hù)電路：通過外接采樣電阻設(shè)定限流閾值。

• 過熱保護(hù)：內(nèi)部溫度傳感器觸發(fā)關(guān)斷（典型閾值150℃）。

2. 引腳功能（以14引腳DIP封裝為例）

二、實用穩(wěn)壓電源電路設(shè)計

1. 基礎(chǔ)可調(diào)輸出電路（0~30V/1A）

電路組成：

• 輸入部分：交流變壓器（24V~36V）+ 整流橋（如KBPC3510）+ 濾波電容（2200μF/50V）。

• uA723核心：提供基準(zhǔn)和誤差放大。

• 擴(kuò)流電路：外接NPN功率管（如TIP35C）提升輸出電流至1A。

• 過流保護(hù)：采樣電阻（0.33Ω/2W）檢測電流，觸發(fā)保護(hù)。

• 反饋網(wǎng)絡(luò)：分壓電阻（R1=10kΩ, R2=1.8kΩ）設(shè)定輸出電壓。

電路圖：

[輸入電壓] ---[整流橋]---[C1(2200μF)]---+---[Rsc(0.33Ω)]---+---[TIP35C(C極)]---[輸出]                                        |                   |                                        |                   +---[D1(1N4007)]---[GND]                                        |                                [uA723]---[引腳6(基極)]---+                                        |                   |                                [引腳7(發(fā)射極)]----------+---[R1(10kΩ)]---+                                                          |               |                                [引腳12(Vref=1.25V)]-----[R2(1.8kΩ)]---+                                                                          |                                [引腳4(Current Lmt)]-----[Rsc(0.33Ω)]---+

工作原理：

1. 輸出電壓設(shè)定：
   反饋電壓 VFB=Vout×R1+R2R2，與基準(zhǔn)電壓 Vref=1.25V 比較，通過誤差放大器調(diào)整TIP35C基極電流，穩(wěn)定輸出。
   例如：Vout=1.25V×(1+1.8kΩ10kΩ)≈8.3V。
   （實際需通過電位器調(diào)整R2以精確設(shè)定電壓）

2. 過流保護(hù)：
   當(dāng)負(fù)載電流 Iout 超過閾值（如1A），采樣電阻 Rsc 電壓 Vsc=Iout×Rsc 超過內(nèi)部比較器閾值（約0.7V），觸發(fā)限流電路，降低TIP35C基極電流，限制輸出電流。

3. 擴(kuò)流機(jī)制：
   uA723內(nèi)部調(diào)整管提供約150mA驅(qū)動電流，通過TIP35C放大至1A，滿足大電流需求。

2. 關(guān)鍵參數(shù)計算

• 輸出電壓范圍：
  通過調(diào)整分壓電阻 R1 和 R2，輸出電壓公式為：

實際設(shè)計中，R2 可替換為電位器（如10kΩ電位器）實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)。

• 過流保護(hù)閾值：
  限流閾值 Ilimit 由采樣電阻 Rsc 決定：

例如：Rsc=0.7Ω，則 Ilimit=1A。

• 輸入電容選擇：
  濾波電容 C1 需滿足：

對于1A輸出，C1≥10,000μF。

三、關(guān)鍵組件選型與布局

1. 核心器件選型

• uA723：選擇工業(yè)級溫度范圍（-40℃~85℃），如uA723CN（DIP-14封裝）。

• 擴(kuò)流管：TIP35C（NPN，3A/100V，低飽和壓降）。

• 整流橋：KBPC3510（10A/1000V，留足余量）。

• 采樣電阻：0.33Ω/2W金屬膜電阻（低溫漂，高功率）。

2. PCB布局要點(diǎn)

• 功率路徑與信號路徑分離：

• 輸入整流、濾波電容、擴(kuò)流管等大電流路徑盡量短且寬（銅箔厚度≥2oz）。

• uA723及其反饋網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)離熱源和干擾源（如變壓器）。

• 地線處理：

• 采用“星形接地”，功率地（擴(kuò)流管發(fā)射極）與信號地（uA723引腳1）單點(diǎn)連接。

• 散熱設(shè)計：

• 擴(kuò)流管安裝散熱片（如TO-220封裝，散熱面積≥50cm2）。

• uA723若工作在高輸入電壓（>30V），需在引腳8（NC）加散熱焊盤。

四、調(diào)試與測試步驟

1. 靜態(tài)測試（無負(fù)載）

1. 輸入電壓檢查：用萬用表確認(rèn)整流后電壓在24V~36V DC。

2. 輸出電壓調(diào)整：

• 短接輸出端，用電位器調(diào)節(jié) R2，使 Vout 從1.25V逐步升至目標(biāo)值（如12V）。

• 觀察電壓表穩(wěn)定性（1小時內(nèi)波動<10mV）。

3. 基準(zhǔn)電壓驗證：測量引腳12對地電壓，應(yīng)為1.25V±0.02V。

**2. 動態(tài)測試（帶負(fù)載）

1. 負(fù)載響應(yīng)測試：

• 接入100Ω負(fù)載（Iout=120mA），觀察輸出電壓跌落（應(yīng)<50mV）。

• 突加/突卸負(fù)載（如從0A→1A→0A），檢查電壓過沖（應(yīng)<200mV）。

2. 過流保護(hù)測試：

• 逐步減小負(fù)載電阻，直至輸出電流達(dá)到1A，觀察電路是否限流（電壓下降，電流不再增加）。

• 短路輸出端，確認(rèn)保護(hù)電路觸發(fā)（輸出電壓≈0V，需復(fù)位后恢復(fù)）。

3. 效率與溫升測試

1. 效率計算：

典型線性電源效率為40%~60%（取決于輸入/輸出電壓差）。
2. 溫升監(jiān)控：

• 連續(xù)工作1小時后，測量擴(kuò)流管散熱片溫度（應(yīng)<65℃）。

• 檢查uA723表面溫度（應(yīng)<85℃）。

五、常見問題與解決方案

六、擴(kuò)展功能設(shè)計

1. 固定輸出電壓（如5V/1A）

• 省略電位器，將 R1 和 R2 替換為固定電阻：

• 增加LED指示燈（如5V時串聯(lián)330Ω電阻驅(qū)動綠色LED）。

2. 跟蹤預(yù)穩(wěn)壓電路

• 在輸入端增加7812預(yù)穩(wěn)壓器，為uA723提供穩(wěn)定12V電源，提高輸出精度（尤其輸入電壓波動大時）。

3. 遠(yuǎn)程關(guān)斷控制

• 通過uA723引腳4（Current Lmt）接入MCU的GPIO信號，實現(xiàn)軟件關(guān)斷（高電平觸發(fā)限流）。

七、總結(jié)

基于uA723的穩(wěn)壓電源電路通過高精度基準(zhǔn)、誤差放大和擴(kuò)流設(shè)計，實現(xiàn)了可調(diào)輸出、過流保護(hù)、低成本的優(yōu)勢。實際設(shè)計中需重點(diǎn)關(guān)注：

1. 分壓電阻精度（影響輸出電壓穩(wěn)定性）；

2. 采樣電阻布局（避免過流保護(hù)誤動作）；

3. 散熱與效率平衡（線性電源效率受限，需合理選擇輸入電壓）。

對于更高功率需求（如>5A），可改用開關(guān)穩(wěn)壓器（如LM2596），但uA723在低噪聲、高精度、簡單可靠場景下仍具有不可替代性。