三种主要电压分割器架构及应用电路设计剖析

　　图2：采用二极管和齐纳二极管实现的电压分割器。a）使用二极管的电压分割器；b）使用齐纳二极管的电压分割器；c）使用两个并联稳压器（TL431）的电压分割器。

　　图2a显示使用二极管的简单电压分割器。串联任意合适数量的二极管或发光二极管（LED），使其可用于分路或并联稳压器。在这个例子中，有两个二极管D1和D2产生正输出电压+V1，另外个二极管D3产生负输出电压-V3。输出接地GNDout可以是二极管之间的任何一点。

　　图2b显示采用齐纳二极管的简单电压分割器。串联任意合适数量的齐纳二极管，使其可作为分路或并联稳压器。在此例中，两个二极管D1和D2产生正输出电压+V1和+V2，另外两个二极管D3和D4产生负输出电压-V3和-V4。输出接地GNDout可以是齐纳二极管之间的任意一点。在此例中，GNDout位于D2和D3之间。齐纳二极管可以采用相同或不同的种类。

　　我们可以使用像TL431这样的并联稳压器代替二极管和齐纳二极管。这种解决方案的优势在于通过选择电阻或微调电位器或其它组件调整输出电压。

　　图2c显示采用TL431可调并联稳压器的简单电压分割器。在此例中，可以采用两个TL431或LM341产生正输出电压+V1和负输出电压-V3。电压V1可用微调电位器P1调节，负输出电压-V3可以用P2调节。

　　我们可以串联连接任何合适数量的并联稳压器，如图2a和图2b所示。事实上，这些稳压器可以被看作是可调的齐纳二极管。

　　基于双极接面晶体管的电压分割器

　　图2所示的电压分割器没有推挽输出电路，因此在没有负载的情况下会浪费很多功率。我们可以使用基于双极接面晶体管（BJT）的电压分割器避免这个问题。当我们需要高输出电压、大电流、大功率或当我们不需要非常好的输出电压调节功能时，这种电压分割器尤其适合。

　　这些电路都有推挽输出电路和输出电压的简单调节。它们类似于作为DC放大器作业的晶体管型音频放大器电路。

　　图3：采用晶体管搭建的简单电压分割器。

　　图3显示围绕两个晶体管搭建的两个简单电压分割器例子。图3a的晶体管T1和T2用于缓冲由电阻R1至R4和二极管D1与D2搭建的分压器输出电压。二极管D1和D2具有温度补偿效果，但不是必要的。如果使用这两种二极管，D1应该与T1保持热接触，D2应该与T2保持热接触。如果不使用D1和D2，那么相应地要增加R2和R3值。

　　电阻R5、R6和R7提供简单的局部回馈，具有微幅改善和保护电路的作用。R5要比R6和R7更大得多。电路中组件值的计算类似于射极随耦器电路中的组件值。

　　图3b使用3个晶体管和带负反馈的有效输出电压调节电路。电阻R1和微调电位器P1提供的负反馈可稳定输出电压。输出电压+V1和-V2由P1、R1和R2设定。D1和D2用于温度补偿。电阻R4和R5提供局部负反馈，并在一定程度上保护输出晶体管T2和T3。

　　有时必须调整以及更有效地调节电压分割器产生的输出电压。在这种情况下，我们可以使用以晶体管搭建的典型差分放大器来解决这些问题。图4显示基于T1至T5这5个晶体管搭建的电压分割器。

　　图4：在晶体管搭建的差分放大器基础上设计电压分割器。

　　T1和T2用作差分放大器。T3是输出晶体管T4和T5的放大器和驱动器。电阻R6提供负反馈，用于稳定输出电压。R7和C2并非必要的，但C1是必要的，因为它要提供了电路的频率补偿。

　　输出电压+V1和-V2由R1、R2和P1进行设定。二极管D1、D2和D3用于输出晶体管的偏置和温度补偿。微调电位器P2用于调整输出晶体管的静态电流，如从1mA至10mA，具体取决于负载情况。电阻R4和R5提供局部负反馈，并对输出晶体管T4和T5提供一定程度的保护。

　　采用OP和BJT的电压分割器

　　如果负载持续变化或是不对称，图3和图4所示的电压分割器可能效果并不好。为了解决这个问题，有时采用基于单一OP（如TL071、OPA134、NE5534/A或LM741）和额外补充的BJT（如PN2222A+PN2907A、BD135+BD136等）设计的电压分割器，如图5所示。

　　图5：采用OP和BJT设计的简单电压分割器。

　　输出电压用P1调节。这种电压分割器作用就像DC放大器一样，增益Av为Av=1+R4/R5。R5如果不需要可以省略，此时的增益就是单位1。该电路也可以用于随耦器和电流缓冲器。

　　电压分割器的输出电流限制为50mA至2000mA，具体取决于晶体管T1和T2以及OP的输出能力。电容C4只用于需要为OP提供外部频率补偿之时。大多数音频功率放大器包含图5所示的所有组件，因此非常适合于搭建可调整与不可调的电压分割器。