硬件工程師需要掌握的線性穩(wěn)壓器的七大特性(1)
前言
線性穩(wěn)壓器也稱為三端穩(wěn)壓器或降壓器,由于線性穩(wěn)壓器的電路結(jié)構(gòu)簡單而且易于使用,在電源設(shè)計里面應(yīng)用得很廣泛。隨著電路的集成度不斷提高,線性穩(wěn)壓器更加簡化和小型化。近年來,對電子設(shè)備的最重要的要求是高效率。盡管在需要大輸出功率的設(shè)備中,開關(guān)電源已成為主流,但線性穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)簡單,體積小,并且最重要的是,它具有低噪聲特性,可以滿足車載電源的需求,所以在電源應(yīng)用中還有一席之地。今天我們就來講講線性穩(wěn)壓器的七大特性,由于篇幅較長,就分成兩篇文章吧。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202402/455703.htmLDO
線性穩(wěn)壓器的特性
1)輸入電壓范圍
對于輸入電壓范圍,規(guī)格書中一般會給出最大額定輸入電壓值,當(dāng)然有些規(guī)格書還會另外給出建議輸入電壓范圍,此時我們也需考慮建議值。同時我們還需要確認規(guī)格書中的最小壓差電壓,下圖描述了輸入電壓范圍,輸出電壓范圍和壓差電壓之間的關(guān)系。
由于線性穩(wěn)壓器只能執(zhí)行降壓操作,所以輸入電壓應(yīng)大于輸出電壓+壓差電壓,我們需要盡可能地讓壓差電壓大于最小壓差電壓的值,因為如果輸入電壓值進一步下降,則輸出電壓可能會突然下降到0V。比如你要輸出一個5V的電壓,如果線性穩(wěn)壓器的最小壓差電壓值是1V,那么輸入電壓不能低于6V,最好設(shè)置成7V或者更高,要留有余量。當(dāng)然如果我們設(shè)置的壓差電壓過大,由P=UI可知,會導(dǎo)致穩(wěn)壓器功率過大,溫升過高。
輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系
2)輸出電壓范圍
輸出電壓范圍是為可調(diào)式穩(wěn)壓器指定的,而不是為固定式穩(wěn)壓器指定的。在輸出電壓范圍內(nèi),可以設(shè)置的最小電壓是Vref,通常,不能將低于Vref的電壓設(shè)置為輸出電壓。
3) 輸出電壓精度
輸出精度也就是輸出電壓的允許誤差。一般常規(guī)的典型誤差為±5%,現(xiàn)在也有許多具有±1%精度的高精度線性穩(wěn)壓器。輸出精度與溫度和輸出電流密切相關(guān)。由于在現(xiàn)實生活中,并非僅在25℃下使用線性穩(wěn)壓器,因此必須考慮涵蓋整個溫度范圍的規(guī)格。
需要注意的是,對于可調(diào)輸出電壓的穩(wěn)壓器,由于其輸出電壓由外部電阻設(shè)置。因此,可調(diào)電壓的穩(wěn)壓器的輸出精度等于Vref的精度加上設(shè)置輸出電阻器固有的誤差。
可調(diào)輸出電壓的穩(wěn)壓器電路框圖
4)輸出電流
輸出電流就是可以輸出的最大電流的參數(shù)。現(xiàn)在可能會出現(xiàn)一個問題,是不是我的輸出電流在范圍值以內(nèi)就萬無一失了。答案當(dāng)然是否定的,輸出電流會影響穩(wěn)壓器的功率,進而影響溫升。對于線性穩(wěn)壓器,我們要記住,一定要進行熱計算。
大多數(shù)線性穩(wěn)壓器都具有保護功能,可防止輸出短路,比較典型的機制是熱關(guān)斷,當(dāng)檢測到芯片溫度超過極限時,熱關(guān)斷會關(guān)閉輸出電流。此功能可防止線性穩(wěn)壓器芯片升高到極限溫度以上(在大多數(shù)情況下約為150℃)。因此,在大多數(shù)情況下,溫度一般不會徹底破壞芯片。當(dāng)芯片溫度下降時,線性穩(wěn)壓器會自動恢復(fù)自身狀態(tài)。雖然芯片是恢復(fù)了,但是負載就不能連續(xù)工作了。
總結(jié)
以上就是LDO的輸入電壓,輸出電壓精度,輸出電壓范圍,輸出電流等特性參數(shù)。
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