原标题：uA723构成的扩流型稳压电路

uA723是一款经典的高性能集成稳压器，由德州仪器（TI）推出，广泛应用于线性稳压电源设计中。其核心优势在于高精度、宽输入电压范围（最高40V）和可扩展输出电流能力。通过外接功率晶体管（如NPN达林顿管或NMOS管），可构建扩流型稳压电路，满足大电流（数安培至数十安培）输出需求。以下是详细解析：

一、uA723内部结构与功能

uA723内部集成了关键稳压模块，包括：

1. 基准电压源：提供1.9V或6.9V（通过引脚选择）的精密基准电压，温度系数低至10mV/℃。

2. 误差放大器：同相端接基准电压，反相端接反馈电压，输出控制调整管基极/栅极。

3. 调整管接口：内置NPN晶体管（最大集电极电流150mA），需外接功率管扩展电流。

4. 保护电路：包括过流保护（通过电流限制引脚）、过热关断和短路保护。

二、扩流型稳压电路原理

扩流的核心是通过外接功率管分担uA723内部调整管的电流，实现大电流输出。典型电路分为正稳压和负稳压两种拓扑：

1. 正稳压扩流电路

• 结构：

• uA723的V+接输入电压（如24V），V-接地。

• 输出端（Vout）通过外接NPN达林顿管（如TIP142）连接负载。

• 反馈电阻（R1, R2）将输出电压分压后接入误差放大器反相端。

• 电流限制引脚（Ilim）接采样电阻（Rsense）监测输出电流。

• 原理：

• 稳压过程：当输出电压升高时，反馈电压上升，误差放大器输出降低，减少外接功率管基极电流，从而降低输出电压，形成负反馈闭环。

• 扩流机制：uA723内部调整管仅提供基极驱动电流（毫安级），主电流由外接功率管承载，实现大电流输出。

• 特点：

• 输出电压范围：2V~37V（需满足Vout > Vref + Vbe，其中Vbe为功率管基射极电压）。

• 最大输出电流：取决于外接功率管（如TIP142支持10A）。

2. 负稳压扩流电路

• 结构：

• uA723的V+接地，V-接负输入电压（如-24V）。

• 输出端（Vout）通过外接PNP达林顿管（如TIP147）连接负负载。

• 反馈电阻分压后接入误差放大器反相端（需注意极性）。

• 原理：

• 稳压过程与正稳压类似，但功率管导通方向相反，输出负电压。

• 特点：

• 适用于需要负电源的场景（如运算放大器双电源供电）。

三、关键元件选型与设计要点

1. 外接功率管选型

• NPN达林顿管（正稳压）：

• 耐压（Vceo）：需大于输入电压（如输入24V选40V以上管子）。

• 最大集电极电流（Ic）：根据负载需求选择（如5A负载选10A管子）。

• 饱和压降（Vce(sat)）：越低越好（如TIP142的Vce(sat)≈2V@10A），减少功耗。

• PNP达林顿管（负稳压）：

• 参数选择与NPN管类似，但需注意极性。

2. 电流限制设计

• 采样电阻（Rsense）：

• 阻值计算：Rsense = 0.6V / Ilim（uA723内部比较器阈值为0.6V）。

• 例如：限制输出电流为3A时，Rsense = 0.6V / 3A = 0.2Ω。

• 功率选择：P = I²R = 9W × 0.2Ω = 1.8W，需选2W以上功率电阻。

• 过流保护优化：

• 在Rsense两端并联小电容（如0.1μF）滤除高频噪声，防止误触发。

3. 反馈网络设计

• 分压电阻（R1, R2）：

• 输出电压公式：Vout = Vref × (1 + R1/R2)。

• 例如：Vref = 1.9V，需输出12V时，选R1 = 10kΩ，R2 = 1.8kΩ（1 + 10/1.8 ≈ 6.56，1.9V × 6.56 ≈ 12.5V）。

• 精度要求高时，选0.1%精度金属膜电阻。

4. 补偿与稳定性

• 输出电容（Cout）：

• 选低ESR电解电容（如1000μF/50V）并联陶瓷电容（0.1μF），抑制高频纹波。

• 补偿网络：

• 在uA723的补偿引脚（Comp）与地之间接电容（如10μF），调整闭环响应速度，防止振荡。

四、应用场景与优化方向

1. 实验室电源：

• 优化点：增加数字电压表/电流表显示，通过电位器调节输出电压。

• 典型电路：uA723 + TIP142 + 数字显示模块。

2. 工业控制电源：

• 优化点：加强散热设计（如功率管加散热片），提高可靠性。

• 典型电路：uA723 + MJ15003（20A管子） + 过流保护复位按钮。

3. 音频放大器电源：

• 优化点：降低输出噪声（在反馈网络中加RC滤波），提高信噪比。

• 典型电路：uA723 + TIP147（负电源） + 线性稳压后级滤波。

五、总结

uA723构成的扩流型稳压电路通过外接功率管实现了大电流输出，其设计核心包括：

1. 功率管选型（耐压、电流、饱和压降）。

2. 电流限制保护（采样电阻计算与滤波）。

3. 反馈网络精度（分压电阻匹配）。

4. 稳定性补偿（输出电容与补偿网络）。

典型参数示例：

• 输入电压：18V~36V

• 输出电压：5V~30V可调

• 最大输出电流：8A（外接TIP142）

• 效率：75%~85%（取决于输出电压与电流）

通过合理设计，uA723扩流电路可满足从实验室设备到工业电源的多样化需求，兼顾精度与成本优势。