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困扰工程师三天!3个元件电路难题求解

发布时间:2013-12-12 责任编辑:eliane

【导读】俗话说:常在河边走,哪有不湿鞋。就算是经验丰富的工程师也会碰到些看似简单,但解决起来却有诸多困难的难题,这位工程师就被一个3个元件的等效电路给难住了,电路看起来非常简单,他却花了三天工夫才得以解决,因此把问题发上来和大家交流下,看有没有更好的解决方案,欢迎大家各抒己见。

电路设计问题叙述——

这几天被3个元件的等效电路给难住了,折腾了3天,算得上是小有所成。其实就是看起来非常简单的一个电路,也是大家每天都见到的3个元件,只是电路要求不同,如图:

困扰工程师三天!3个元件电路难题求解

先说说要求吧:

A点是基准电压的输出,同时也是另一个可控基准的叠加点。B点是TL431形成的一个基准2.495V。
设:可控基准的输出为X,需要实现的功能是:
1.当X大于B时,A=X
2.当X小于B时,A=B,且误差小于B点的1%(即24.95mV)
3.X的电压任何情况下都不能影响B点的电压(即,B是X控制过程中的一个精密下限电压值)。

目前试过了在B点与431之间加二极管或三极管做补偿,都因误差太大且受输入电压的波动影响而失败。
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网友解答——

网友A提出把D1换为模拟开关,用比较器比较A、B点电压后,输出去控制模拟开关的导通或截止,实现需要的功能。

但是模拟开关即使在完全导通的情况下,在A点有一点输出电流后就会产生压降,因此该方法行不通。

网友B给出下图方案:

困扰工程师三天!3个元件电路难题求解

但也是不行的,A点的电压会被跟随器一直钳位,导致当X大于B时,A还是等于B,而不是等于X。同时,D1的温飘导致D1根本没法精确的补偿,实测验证4148的温飘超过100mV,且还受电流影响。
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网友C支招:

困扰工程师三天!3个元件电路难题求解

这个方法是可行的,用ST的LM358实测上电VBA=0.6010mV,老化随时间呈下降趋势,且4个小时后能稳定在0.5455-0.5500mV之间。目前采用的是这种方法,不同的只是二极管用的4148。

网友D的想法:

困扰工程师三天!3个元件电路难题求解

这个电路看起来不错,不过还得优化下,三极管的B级得串个电阻,同时还得上拉一个电阻,C级可能还得加个二极管。解决了上面用运放的阻抗问题,精度还需要验证一下。

看样子还是人多力量大啊,广大的工程师朋友们,你们还有什么更好的方法吗?欢迎大家各抒己见。

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