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稳压器类型:线性稳压器与开关稳压器

39度创意研究所 2021-02-17 10:37 次阅读

每个新的电子设备都需要某种程度的功率调节。无论新产品是依靠电池,外部电源还是交流电源运行,都需要为新系统设计一种调节策略。这可能涉及多个功率调节电路,通常带有反馈以提供高效功率转换。您可能需要各种支持组件和功能,以帮助您调节功率输出,尤其是在系统以高功率运行时。

从用于CPUGPUVRM到简单的线性DC稳压器的所有内容都需要在布局之前进行一定程度的评估。在创建布局之前,应对稳压器电路执行一些基本仿真。这是在稳压器电路仿真步骤中要注意的内容,以及如何发现电路设计问题。

稳压器电路拓扑将确定设备的功能并定义组件在系统中的放置位置。每种类型的稳压器电路类型和拓扑结构都有不同的优点和缺点。在开始模拟稳压器电路之前,您需要确定所需的稳压器类型,拓扑以及保持高转换效率的稳定电源所需的任何其他功能。

稳压器类型

在电子系统中可以找到两种基本类型的稳压器:

线性稳压器。这些调节器使用线性电阻元件(例如电位计)或以线性方式工作的非线性元件(例如MOSFET)来提供稳定的电压输出。线性稳压器的常见类型是串联,并联和低压降(LDO)。这些调节器的效率可能在60%至80%之间。

开关稳压器。这些稳压器使用带有放电电抗元件的开关FET,以根据特定应用的需要对输出电压进行升压(升压转换器)或降压(降压转换器)。这些稳压器提供高效的DC-DC电源转换,效率轻松超过90%。用于GPU或CPU的VRM是开关调节器的一种常见类型。

尽管这些不同类型的稳压器电路设计提供不同的效率并需要不同的组件,但它们可以一起用于多级稳压器策略中。与单独使用线性稳压器电路时相比,这种类型的布置可以提供更高的效率电源转换,并且允许设计人员为以不同电压运行的多个电路块提供电源。

线性稳压器与开关稳压器

线性稳压器最简单的类型是并联稳压器。该稳压器电路使用齐纳二极管在负载的低端和输出的高端之间提供反馈,从而提供稳定的功率输出。尽管在稳压器的高端使用了双极型晶体管或MOSFET来提供稳定的输出,但是串联稳压器是这种情况的变体。晶体管的基极/栅极在反馈环路中连接至齐纳二极管,然后将基极/栅极电流调制为稳定值。

三种常见的线性电压电路图:(左)并联,(中心)系列和(右)LDO

开关稳压器设计具有降压,升压或降压-升压拓扑。这些电路的共同主题是使用开关晶体管将输出电压和电流调节到特定水平。这需要为晶体管提供PWM信号以调制输出电流。

开关稳压器和复杂的线性稳压器通常将反馈回路作为调节策略的一部分。对于LDO,反馈环路由一个硅带隙基准电压源和一个运算放大器(在LDO电路图中称为误差放大器)组成。对于开关稳压器,反馈环路和控制策略可以像控制PWM信号的ADCMCU一样简单,或者针对更高功率应用的可编程感应放大器一样简单。

在稳压器电路中,反馈不仅仅提供增益以达到所需的输出功率。如果输出电压和电流开始偏离期望值,则还应控制调节器。大功率开关稳压器的常见策略是使用感测放大器和ADC来量化输出电压。然后,可以将其与已编程的MCU配合使用,以调节PWM信号的占空比,从而调制开关FET。

在模拟中,除非您使用有源组件,否则通常不需要直接检查反馈回路中发生的情况。此处的关键是检查通过反馈回路的电压/电流是否不超过组件规格。电流检测放大器(在开关稳压器中)或误差放大器(在LDO中)之类的组件将具有绝对最大额定值,无法超过。您应该将这些额定值与反馈环路中的仿真电压/电流进行比较,并在设计中应用适当的安全裕度。

进行这些比较就像使用直流扫描一样简单,并检查输入电压何时在稳压器电路的组件上施加了不可接受的负载。如果没有达到您要使用的最大DC电压的绝对最大值,则您选择的组件在运行期间可能很安全。

对于将要使用交流电源运行的更复杂的功率传输和调节系统,可能需要功率因数校正(PFC)电路,尤其是在使用开关调节器时。该附加电路放置在整流器之后,以平滑来自输入的升压交流电。如果流入开关调节器级的电流具有不可接受的高总谐波失真(THD),则根据IEC61000-3标准,您需要在输入上使用PFC电路。
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LM317AHV 可调式三端 1.5 A 正压稳压器

LM317L 线性稳压器 100 mA 高PSRR 可调 正

是一款可调节的3端子正线性稳压器,能够在1.2 V至37 V的输出电压范围内提供超过100 mA的电流。该线性稳压器非常易于使用,仅需两个外部电阻设置输出电压。此外,它采用内部电流限制,热关断和安全区域补偿,使它们基本上是防爆的。 LM317L适用于各种应用,包括本地,卡片调节。该线性稳压器还可用于制作可编程输出稳压器,或通过在调节和输出之间连接固定电阻,LM317L可用作精密电流调节器。 特性 输出电流超过100 mA 输出可在1.2 V和37 V之间调节 内部热过载保护 内部短路电流限制 输出晶体管安全区域补偿 高压应用的浮动操作 标准3引脚晶体管封装 消除库存许多固定电压 无铅封装可用 汽车及其他需要现场和控制变更的应用的NCV前缀 电路图、引脚图和封装图...
发表于 04-18 20:21 197次 阅读
LM317L 线性稳压器 100 mA 高PSRR 可调 正

LM317M 线性稳压器 500 mA 高PSRR 可调 正

是一款可调节的三端正线性稳压器,能够在1.2 V至37 V的输出电压范围内提供超过500 mA的电流。该线性稳压器非常易于使用,仅需两个外部电阻设置输出电压。此外,它采用内部电流限制,热关断和安全区域补偿,使其基本上防止爆裂。 LM317M适用于各种应用,包括本地卡上调节。该线性稳压器还可以制作一个特别简单的可调节开关稳压器,一个可编程输出稳压器,或者通过在调节和输出之间连接一个固定电阻,LM317M可以用作精密电流调节器。 特性 输出电流超过500 mA 输出可在1.2 V和37 V 内部热过载保护 内部短路电流限制 输出晶体管安全区补偿 高压应用的浮动运行 消除许多固定电压的放养 无铅封装可用 汽车的NCV前缀和其他需要现场控制变更的应用程序 电路图、引脚图和封装图...
发表于 04-18 20:21 293次 阅读
LM317M 线性稳压器 500 mA 高PSRR 可调 正

LA5735MC 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

信息 LA5735MC是一个单独激励的降压型开关稳压器(可变型)。 时基发生器(300kHz)合并。 电流限制器合并。 内置热关断电路。
发表于 04-18 20:17 94次 阅读
LA5735MC 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

L88M05T 线性稳压器(LDO),17 V,5 V / 0.5 A.

信息 L88M05T是低压差线性稳压器IC,输出电流为0.5 A.因为它们可以在低输入输出电压差下工作,它们有助于更小和更多高效设置电源,是视听和办公自动化设备的最佳选择。 输出电压:5V 500 mA输出电流 低最小输入输出电压差(0.4V典型值)可以节省能源并使变压器尺寸小型化。 使用紧凑型TP-3H电源组件可以使设备尺寸小型化。 板上的表面安装允许允许的功率 通过各种成型产品增强安装灵活性。...
发表于 04-18 20:17 77次 阅读
L88M05T 线性稳压器(LDO),17 V,5 V / 0.5 A.

USB1T1105A 带稳压器的通用串行总线外设收发器

信息USB1T1105A是一款符合通用串行总线规范2.0版的收发器。 该器件可为全速(12Mbit/s) USB应用提供USB接口。 USB1T1105A可提供出色的灵活性,允许差分和单端输入,同时集成稳压器将I/O电平设置为1.65V至3.6V。 利用5.0V至3.3V集成稳压器,可以直接从USB主机(V)驱动元件,以降低从本地源消耗、而用于低电源电压器件的功率。 USB1T1105A对USB总线引脚(D+/D-)提供15kV静电放电(ESD)保护。 这样就不需要任何外部静电放电(ESD)器件,同时还可以为更大、更昂贵的专用集成电路(ASIC)和USB控制器提供出色的保护。 符合通用串行总线规范2.0 5V至3.3V集成稳压器用于驱动视频总线 利用数字输入和输出传输和接收USB电缆数据 支持全速12Mbits/s速度数据速率 适用于便携式电子设备 15kV总线引脚触点HBM ESD保护 3.3mm无引线封装 工业标准HBCC封装,无铅...
发表于 04-18 20:12 160次 阅读
USB1T1105A 带稳压器的通用串行总线外设收发器

TPS51206 具有适用于 DDR2/3/3L/4 的 VTTREF 缓冲参考输出的 2A 峰值灌/拉电流 DDR 终端稳压器

信息描述 TPS51206 是一款具有 VTTREF 缓冲参考输出的灌/拉电流双倍数据速率 (DDR) 终端稳压器。该器件专门针对低输入电压、低成本、低外部元件数的空间受限类系统而设计。TPS51206 可保持快速的瞬态响应,并且仅需 1 个 10µF 的陶瓷输出电容。TPS51206 支持远程感测功能,并且可满足 DDR2、DDR3 和低功耗 DDR3 (DDR3L) 及 DDR4 VTT 总线的所有电源要求。VTT 具有 ±2A 峰值电流能力。该器件支持所有 DDR 电源状态,在 S3 状态下将 VTT 置于高阻态(挂起到 RAM);在 S4/S5 状态下使 VTT 和 VTTREF 放电(挂起到磁盘)。TPS51206 采用 10 引脚、2mm × 2mm SON (DSQ) PowerPAD封装,额定工作温度范围为 –40°C 至 85°C。特性 电源输入电压:支持 3.3V 和 5V 电源轨 VLDOIN 输入电压范围:VTT+0.4V 至 3.5V VTT 端接稳压器输出电压范围:0.5V 至 0.9V 2A 峰值灌电流和拉电流 仅需 10μF 的多层陶瓷电容 (MLCC) 输出电容 ±20mV 精度VTTREF 缓冲参考输出VDDQ/2 ± 1% 精度 10mA 灌/拉电流支持高阻态(S3 状态)和软停止(S4 和 S5 状态),通过 ...
发表于 04-18 20:05 414次 阅读
TPS51206 具有适用于 DDR2/3/3L/4 的 VTTREF 缓冲参考输出的 2A 峰值灌/拉电流 DDR 终端稳压器

1N5925B 10 V,3.0 W齐纳二极管电压稳压器

信息这是一套完整系列的3.0瓦齐纳二极管稳压器,具有严格的限制和更好的工作特性,能够反映氧化硅钝化结的卓越性能。所有这些都采用轴向引线,传递模塑塑料封装,可在所有常见环境条件下提供保护。 齐纳电压范围 - 3.3 V至200 V 3级ESD防护等级(> 16 KV)每个人体模型 浪涌额定值为98瓦@ 1毫秒 最多六个电气参数保证的最大限制 包装不大比传统的1瓦包装 机械特性:表壳:无空隙,传递模塑,热固性塑料 表面处理:所有外表面均耐腐蚀且导线易于焊接 用于焊接目的的最高引线温度:230°C,1/16,从外壳中持续10秒 极性:极性带指示的阴极 安装位置:任意 无铅封装可用 电路图、引脚图和封装图...
发表于 04-18 20:00 139次 阅读
1N5925B 10 V,3.0 W齐纳二极管电压稳压器

TLV431 低压精密可调分流稳压器

系列器件是精密低压并联稳压器,可在1.24V至16V的宽电压范围内进行编程。 TLV431A系列在25°C时保证参考精度为1.0%,在-40°C至85°C的整个工业温度范围内保证为2.0%。对于TLV431B系列,精度分别为0.5%和1.0%。对于TLV431C系列,精度分别为0.2%和0.5%。这些器件具有极低的电流导通特性,在100mA至20mA的工作电流范围内具有0.20 W的低动态阻抗。这些特性的组合使得该系列成为许多需要精确参考电压的应用电路中齐纳二极管的绝佳替代品。当与光耦合器配合使用时,TLV431可用作误差放大器,用于控制隔离低输出电压(3.0V至3.3V)开关电源中的反馈环路。这些器件采用经济型TO-92和微型TSOP-5和SOT23-3封装。 特性 电压参考容差+/- 1.0% 急剧低电流开启特性 从100 mA到0.20 W的低动态输出阻抗20 mA 可编程输出电压范围为1.24 V至16 V 微型微型TSOP-5和TO-92封装 无铅封装可用 A = 1.0%容差Vref B = 0.5%容差Vref C = 0.2%容差Vref 应用 终端产品 低输出电压(3.0 V至3.3 V)开关电源误差放大器 可调电压或电流nt线性和开关式...
发表于 04-18 19:06 350次 阅读
TLV431 低压精密可调分流稳压器

LA6571 功率放大器,5通道驱动器,内置稳压器

信息 LA6571是用于迷你磁盘和光盘应用的5通道驱动器(BTL-AMP:5通道)。 功率放大器5通道内置。 IO max:1 A 内置电平转换电路。 静音电路(输出ON / OFF),内置三个电平通道(2-2-1)。 (对于MUTE1:CH1和2,MUTE2:CH3和4以及MUTE3:CH5中的每一个独立操作。不适用于稳压器(REG)) 内置稳压器(REG)(外部PNP晶体管)。 带外部电阻的电压设置(典型值:1.5V或更高) 过热保护电路(热关机)内置。...
发表于 04-18 19:04 186次 阅读
LA6571 功率放大器,5通道驱动器,内置稳压器

LA5774MP 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

信息 LA5774MP是一个单独激励的降压开关稳压器(可变型)。 效率高 只有四个外部元件 集成160 kHz时基发生器 集成电流限制器 集成热关断电路 集成软启动电路
发表于 04-18 19:04 279次 阅读
LA5774MP 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

LA5744TP 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

信息 LA5744TP是一个单独激励的降压型开关稳压器(可变型)。 高效率 集成300 kHz时间基础发电机 集成电流限制器 集成热关断电路 集成软启动电路
发表于 04-18 19:04 120次 阅读
LA5744TP 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

LA5756 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

信息 LA5756是一个单独激励的降压开关稳压器(可变型)。 效率高 仅四个外部零件 集成80 kHz时基发生器 集成限流电路 集成热关断电路 集成软启动电路
发表于 04-18 19:04 371次 阅读
LA5756 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

LA5757TP 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

信息单独激励的降压开关稳压器(可变类型) 效率高 仅需要四个外部部件 集成300 kHz时基发生器 集成电流限制器 集成热关断电路 集成软启动电路
发表于 04-18 19:04 189次 阅读
LA5757TP 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

LA5759 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

信息 LA5759是一个单独激励的降压开关稳压器(可变型)。 效率高 仅四个外部零件 集成80 kHz时基发生器 集成电流限制器 集成热关断电路 集成软启动电路
发表于 04-18 19:04 96次 阅读
LA5759 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

LA5724MC 单独激励的降压开关稳压器(可变型)

MC是一个单独激励的降压型开关稳压器(可变型)。 特性 时基发生器(160kHz)合并。 纳入限流器。 合并了热关断电路。 电路图、引脚图和封装图
发表于 04-18 19:04 62次 阅读
LA5724MC 单独激励的降压开关稳压器(可变型)