原標題：uA723構成的實用穩壓電源電路

uA723是一款經典的高精度可調集成穩壓器，由德州儀器（TI）推出，廣泛應用于線性穩壓電源設計中。其核心優勢包括寬輸入電壓范圍（3V~40V）、可調輸出（1.25V~37V）、高精度基準（±0.01%典型值），并支持過流保護、過熱保護等擴展功能。以下是一個基于uA723的實用穩壓電源電路設計，涵蓋原理、參數計算、關鍵組件選型及調試要點。

一、uA723內部功能框圖與引腳定義

1. 內部結構

uA723內部包含以下關鍵模塊：

• 1.25V基準電壓源：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電壓，輸出控制調整管。

• 調整管（NPN達林頓對）：最大輸出電流150mA（需外接擴流電路）。

• 過流保護電路：通過外接采樣電阻設定限流閾值。

• 過熱保護：內部溫度傳感器觸發關斷（典型閾值150℃）。

2. 引腳功能（以14引腳DIP封裝為例）

二、實用穩壓電源電路設計

1. 基礎可調輸出電路（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：提供基準和誤差放大。

• 擴流電路：外接NPN功率管（如TIP35C）提升輸出電流至1A。

• 過流保護：采樣電阻（0.33Ω/2W）檢測電流，觸發保護。

• 反饋網絡：分壓電阻（R1=10kΩ, R2=1.8kΩ）設定輸出電壓。

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

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

3. 擴流機制：
   uA723內部調整管提供約150mA驅動電流，通過TIP35C放大至1A，滿足大電流需求。

2. 關鍵參數計算

• 輸出電壓范圍：
  通過調整分壓電阻 R1 和 R2，輸出電壓公式為：

實際設計中，R2 可替換為電位器（如10kΩ電位器）實現連續可調。

• 過流保護閾值：
  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、關鍵組件選型與布局

1. 核心器件選型

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

• 擴流管：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

• 功率路徑與信號路徑分離：

• 輸入整流、濾波電容、擴流管等大電流路徑盡量短且寬（銅箔厚度≥2oz）。

• uA723及其反饋網絡遠離熱源和干擾源（如變壓器）。

• 地線處理：

• 采用“星形接地”，功率地（擴流管發射極）與信號地（uA723引腳1）單點連接。

• 散熱設計：

• 擴流管安裝散熱片（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、調試與測試步驟

1. 靜態測試（無負載）

1. 輸入電壓檢查：用萬用表確認整流后電壓在24V~36V DC。

2. 輸出電壓調整：

• 短接輸出端，用電位器調節 R2，使 Vout 從1.25V逐步升至目標值（如12V）。

• 觀察電壓表穩定性（1小時內波動<10mV）。

3. 基準電壓驗證：測量引腳12對地電壓，應為1.25V±0.02V。

**2. 動態測試（帶負載）

1. 負載響應測試：

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

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

2. 過流保護測試：

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

• 短路輸出端，確認保護電路觸發（輸出電壓≈0V，需復位后恢復）。

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. 溫升監控：

• 連續工作1小時后，測量擴流管散熱片溫度（應<65℃）。

• 檢查uA723表面溫度（應<85℃）。

五、常見問題與解決方案

六、擴展功能設計

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330Ω電阻驅動綠色LED）。

2. 跟蹤預穩壓電路

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

3. 遠程關斷控制

• 通過uA723引腳4（Current Lmt）接入MCU的GPIO信號，實現軟件關斷（高電平觸發限流）。

七、總結

基于uA723的穩壓電源電路通過高精度基準、誤差放大和擴流設計，實現了可調輸出、過流保護、低成本的優勢。實際設計中需重點關注：

1. 分壓電阻精度（影響輸出電壓穩定性）；

2. 采樣電阻布局（避免過流保護誤動作）；

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），可改用開關穩壓器（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。