高能效比電容供電電路實(shí)現(xiàn)

　　圖2：最簡單的無二極管精精密全波整流器采用單個軌至軌運(yùn)算放大器和三個匹配的電阻。

　　為把握電路的工作原理，請務(wù)必注意：運(yùn)算放大器工作在單電源模式。若將正信號加到輸入端(VIN> 0)，運(yùn)算放大器的輸出就變?yōu)榱?，此時整個電路實(shí)際上轉(zhuǎn)變成一個簡單的由三個電阻(R1、R2和R3)串聯(lián)的無源網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)輸入信號為負(fù)時，運(yùn)算放大器恢復(fù)“正常線性狀態(tài)”并作為常規(guī)反相放大器工作。為產(chǎn)生對稱的正半波和負(fù)半波輸出，R1、R2和R3的值必須要滿足如下條件：

　　R1 × R3 = R2 × (R1 + R2 + R3) (3)

　　在滿足等式3的條件下，電路在點(diǎn)2具有1/2的增益?？商砑右粋€增益為2的非反相放大器以得到一致的整體增益，從而實(shí)現(xiàn)工作等式VOUT=|VIN|。

　　該電路具有一定局限性：其正負(fù)半波的輸入阻抗不同。理論上，正半波的阻抗是R1+R2+R3，而負(fù)半波的僅為R1。此外，運(yùn)算放大器的輸入寄生電容(CP)會影響交流工作模式，尤其是在高頻范圍。(交流性能的詳細(xì)分析遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了本文范圍。我建議在實(shí)際設(shè)計(jì)中采用Spice仿真)。

　　該電路可采用多種軌至軌微功率運(yùn)算放大器，例如：美國國家半導(dǎo)體的雙LM*2(VMIN= 1.8 V);美信集成產(chǎn)品的雙MAX 4289(VMIN=1.0V);或相似類型的產(chǎn)品。

　　由于典型的硅二極管具有約0.6V的正向壓降，因此其輸出動態(tài)范圍要從電源電壓中減去這0.6V。在構(gòu)建電容供電電路(其中電路電源電壓應(yīng)盡可能的低)時，這一考慮已變得相當(dāng)重要?；谶@個原因，建議采用的無二極管設(shè)計(jì)方案更適合電容供電模式。它節(jié)省了寶貴的0.6V電壓(考慮到運(yùn)算放大器可工作在1V的這種可能性，0.6V的確非常有價值)，從而降低了電路的最低工作電壓，進(jìn)而提高了方案的整體能效比。