了解穩(wěn)壓器如何工作

一般設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

穩(wěn)壓器會(huì)產(chǎn)生具有恒定預(yù)設(shè)幅度的固定輸出電壓，無論其輸入電壓或負(fù)載條件是否變化。 穩(wěn)壓器分為兩類： 線性和開關(guān)式。

線性穩(wěn)壓器采用受高增益差分放大器控制的有源(BJT或MOSFET)通流器件(串聯(lián)或并聯(lián))。 它將輸出電壓與精密基準(zhǔn)電壓源相比較，并對(duì)通流器件進(jìn)行調(diào)整以維持恒定的輸出電壓。

開關(guān)穩(wěn)壓器可將直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為施加到電源MOSFET或BJT開關(guān)上的開關(guān)電壓。 經(jīng)過濾波的電源開關(guān)輸出電壓則反饋到可控制電源開關(guān)開啟和關(guān)閉時(shí)間的電路上，這樣輸出電壓可保持恒定，無論其輸入電壓或負(fù)載電流是否變化。

開關(guān)穩(wěn)壓器有哪些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?

有三種常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 降壓型、升壓型和降壓/升壓型。 其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括反激式、SEPIC、Cuk、推挽、正向、全橋和半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

開關(guān)頻率如何影響穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)?

更高的開關(guān)頻率意味著，穩(wěn)壓器可使用更小的電感和電容。 這還意味著更高的開關(guān)損耗和更大的電路噪聲。

開關(guān)穩(wěn)壓器有哪些損耗?

打開和關(guān)閉MOSFET所需的功率會(huì)引起損耗，并與MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器相關(guān)。 同樣，從導(dǎo)通狀態(tài)切換至非導(dǎo)通狀態(tài)需花費(fèi)一定的時(shí)間，因此會(huì)產(chǎn)生MOSFET功耗。 此外，閾值電壓和柵極電壓之間的MOSFET柵極電容充電和放電所需的能量也會(huì)引起損耗。

線性和開關(guān)穩(wěn)壓器的常見應(yīng)用有哪些?

線性穩(wěn)壓器的功耗與給定輸入和輸出電壓的輸出電流成正比，因此典型效率可為50%或更低。 通過最佳器件，開關(guān)穩(wěn)壓器可實(shí)現(xiàn)90%的效率。 然而，線性穩(wěn)壓器的噪聲輸出遠(yuǎn)低于同一輸出電壓和電流要求的開關(guān)穩(wěn)壓器。 通常情況下，相比線性穩(wěn)壓器，開關(guān)穩(wěn)壓器驅(qū)動(dòng)更高的電流負(fù)載。

開關(guān)穩(wěn)壓器如何控制其輸出?

開關(guān)穩(wěn)壓器需要通過某種方式改變其輸出電壓以應(yīng)對(duì)輸入和輸出電壓變化。 一種方法是使用PWM控制相關(guān)電源開關(guān)的輸入，從而控制其開關(guān)時(shí)間(占空比)。 工作時(shí)，穩(wěn)壓器的濾波輸出電壓會(huì)反饋到PWM控制器來控制占空比。 若濾波輸出發(fā)生變化，則施加到PWM控制器上的反饋會(huì)改變占空比以維持恒定的輸出電壓。

哪些設(shè)計(jì)規(guī)格對(duì)穩(wěn)壓器IC很重要?

基本參數(shù)包括輸入電壓、輸出電壓和輸出電流。 根據(jù)具體應(yīng)用，其他參數(shù)可能也很重要，如輸出紋波電壓、負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)、輸出噪聲和效率。 線性穩(wěn)壓器的重要參數(shù)包括壓差、PSRR(電源抑制比)和輸出噪聲。