穩(wěn)壓器的六個基本問題

穩(wěn)壓器會產(chǎn)生具有恒定預設幅度的固定輸出電壓，無論其輸入電壓或負載條件是否變化。

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電壓源相比較，并對通流器件進行調(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載電流是否變化。

1. 開關(guān)穩(wěn)壓器有哪些拓撲結(jié)構(gòu)？

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

2. 開關(guān)頻率如何影響穩(wěn)壓器設計？

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。

3. 開關(guān)穩(wěn)壓器有哪些損耗？

打開和關(guān)閉MOSFET所需的功率會引起損耗，并與MOSFET柵極驅(qū)動器相關(guān)。

同樣，從導通狀態(tài)切換至非導通狀態(tài)需花費一定的時間，因此會產(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引起損耗。

4. 線性和開關(guān)穩(wěn)壓器的常見應用有哪些？

給定輸入和輸出電壓，線性穩(wěn)壓器的功耗與輸出電流成正比，因此典型效率可為50%或更低。

通過優(yōu)化器件，開關(guān)穩(wěn)壓器可實現(xiàn)90%的效率。

然而，線性穩(wěn)壓器的噪聲輸出遠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)壓器能驅(qū)動更高的電流負載。

5. 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響應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)時間(占空比)。

工作時，穩(wěn)壓器的濾波輸出電壓會反饋到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控制器上的反饋會改變占空比以維持恒定的輸出電壓。

6. 哪些設計規(guī)格對穩(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)具體應用，其他參數(shù)可能也很重要，如輸出紋波電壓、負載瞬態(tài)響應、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。