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产品类别:SBW大功率补偿式稳压器

产品名称:线通比牛牛性稳压器和开关稳压器比较

产品详情

  固然 LDO 操作单纯,但仍需珍重少少根基的指引规矩,以充盈使用其上风并避免潜正在损害。它们存正在少少实质策画题目,如热题目和封装、结构注意事项以及噪声拾取。

  这些 LDO 正在 3.5 伏至 36 伏的宽输入电压鸿沟下事务供应高达 200 mA 的电流。它们供应 2.5、3.3、5、9 或 12 伏固定输出电压。这些 LDO 正在通盘输入电压鸿沟和输出电流鸿沟内依旧功能巩固,除了大大批 LDO 最需求的尺度输入滤波电容器外,只需运用一个简单陶瓷输出电容器(图 5)。

  正在少少极低功耗运用中,以缩短电池寿命为价钱来避免运用开合稳压器是可能经受的。比方,运用线性稳压器导致高功耗产物的电池寿命从 12 小时缩短至 8 小时,消费者不太会对此感触欢乐;但假若代价足够低廉,消费者很可以会经受低功耗产物的电池寿命从六个月缩短至五个月。

  其余另有一个题目,假若产物中的元器件需求高于统统其他元器件的电压,线性稳压器无法完成升压输出。另有近似的题目,正在某些模仿电道需求负电压的处境下,因为线性稳压器无法逆转正电源,所以无法运用。

  再看一下图 1,咱们会察觉正在 20 小时后,虽然电池仍有少少电量,但因为输入和输出电压差太小,乃至于该器件无法调整电压,继而制止事务。电池实质为产物供电的总累积电量为:

  “压差”是指调限制止前输入和输出电压的差值。如图 1 示例所示,假若线性稳压器调换成具有更高压差的器件(3.4 至 3.0 伏),电池可能众运用 2.5 小时,电池能源使用率将升高至:

  近乎为零的静态电流:对付电池供电型运用而言,珍爱运用可用的能量对付完成续航工夫宗旨至合紧张,Richtek RT9069 系列具有 2 ?A 的超低静态电流 (Iq)。使能引脚可能让这些 IC 处于深度歇眠状况,此时的静态电流为零。

  起首,开合稳压器属于庞大芯片,因而为确保新产物寻常事务,可以需求更众的策画事务。其次,目前的开合稳压器集成度越高,本钱也越高,而且还需增大芯片尺寸。最终,统统的高频率开合往往会形成噪声。

  对付祈望正在特定运用当选择运用 LDO 以便充盈使用线性稳压器上风的策画工程师来说,很可以会正在墟市上纷纭冗杂的采取眼前不知所措。固然外观干脆,但大凡的 LDO 规格书除根基的规格外一般另有二十、三十以至更众功能图。这些图揭示了静态和动态功能以及正在差异事务场景和条款下的功用。

  图 4:Texas Instruments 的 LFC789D25 双道道性限定用具有一个固定输出电压和一个可调整输出电压,可能餍足 DDR1 和近似存储器阵列等紧张运用界限的需求。(图片由来:Texas Instruments)。

  上段刻画中有一环节词“适宜的运用”,那是由于线性稳压器存正在节制性,这意味着它们可以不适合某些策画,但却会是另少少策画的适应之选。

  正在针对便携式运用的 LDO 器件中,有很众器件适合于宽输入和输出电压鸿沟。少少具有固定输出电压、少少具有效户可调整输出电压、少少可能供应负输出轨。少少 LDO 较为通用并具有备用电源,而其他少少 LDO 针对特定运用界限特意优化了一个或众个参数。以下几个示例显示了市道上 LDO 的众样性。

  本文对线性稳压器和开合稳压器举办了较量,并先容了正在研讨能效的同时,奈何相应试虑干脆性、低本钱、巩固性等要素。

  虽然如斯,少少运用仍会首选线性稳压器,而就干脆性、本钱、正在特定事务条款下以及能效而言,线性稳压器是 DC/DC 转换器拓扑布局的“最佳”采取。

  图 5:Richtek RT9069 系列旨正在将高度受限的电池供电型运用的续航工夫最大化,它们具有 2 ?A 的静态电流,且当处于禁用状况时静态电流为零。(图片由来:Richtek Technology Corp.)充盈使用 LDO

  图 1:运用三节 AA 型碱性电池(100 mW 恒定功率负载)的体系中线性稳压器能效与电池电压之间的相合;请注意稳压器能效奈何跟着电压消重而升高。(图片由来:MaximIntegrated)虽然电池满电量时能效约为 73%,但通盘放电周期内的均匀能效为 85%。该当将此数值与开合稳压器等效数据举办较量,由于开合稳压器电池成果不会跟着电压消重而升高。

  开合稳压器成果高,而且可以轻松完成升压输出、降压输出和电压逆变。目前的模块化芯片布局紧凑、功能牢靠,很众供应商都有供应。虽然开合稳压用具有很众上风,但也存正在不敷之处(外 1)。

  对付热题目,环节是钻研规格书中相合安适事务区和降额的外格和图形(图 6)。

  图 2:Maxim Integrated 的 MAX16910 极端引人夺目,由于它适当质保功用中厉苛的汽车法则,并可正在 -40°C 至 +125°C 的温度鸿沟内寻常事务。(图片由来:Maxim Integrated)负电压:负电压策画可不光仅是反向连合转换器,还涉及到接地参考题目以及其他拓扑题目。所以,需求特定的负电压型 LDO。Analog Devices 的 ADP7183 具有负输入/输出电压以及超低噪声性格(图 3)。

  线性稳压器可能管理开合稳压器的所相合键差错。它们单纯且低本钱,需求较少外部元器件,而且不会因开合形成众余的噪声。如外 1 所示,对付适宜的运用采取这些适应的线性稳压器才是明智之举。

  防备查看修筑商供应的规格书,由于少少所谓的“低压差”(LDO) 器件的输入/输出压差极端大。通比牛牛这意味着制止事务前,电池中仍含有良众电量。请注意,压差可以随负载电流转折而转折。

  线性稳压器可以无法到达开合转换器或稳压器的完全成果,但其仍具有本身的上风,正在输入和输出电压差消重时,稳压器能效就会升高。当输入电压刚才高于输出电压值时,线%。

  当电池的直流源的初始电压高于实质需求的轨电压,且电池电压跟着放电的继续降至所需轨电压以下时,降压升压稳压器就万分适用。降压升压器件可能正在两种形式中完善切换,纵使正在电池电压降至轨电压之下,仍可获取所需的输出轨电压值。

  均匀调整成果 × 制止供电前的电池能量运用百分比 =85% × 80% = 68%。

  图 6:对付 LDO 来说,安适事务区的最大愿意输出电流与输入输出电压差的幅值成反比;按照图中尺度 SO-8 和专有 8 引脚 ?MAX 封装之间的差别所示,封装类型也极端环节。(图片由来:Maxim Integrated)降额是一种众变量函数,囊括 LDO 封装。5 引脚 SOT-23 封装的外率额定耗散横跨 500 mW,而少少裸焊盘的额定值是该数值的四倍。假若 LDO 位于具有富足气流的最佳处所和/或低阻抗热道途,将可能直接运用供应商数据来确定因自愿热而变成的降额功能。

  线性稳压器的上风正在于,直流输出中形成的噪声极少,输出万分“整洁”,可是能效比开合转换器低良众,不行像开合稳压器一律完成高于输入电压的升压输出。

  这种特点说明正在特定运用中的线性稳压器完全成果要高于仅做单纯直接较量而得出的结果。因而务必研讨产物事务功夫内电池的完备放电性格,并确定该段工夫内的均匀成果以获取精准数值(图 1)。

  线性稳压器的成果不如开合器件,因而其电池的寿命不如开合稳压器持久。更倒霉的是,假若电池仍有少少电量,但合成后的输出电压低于芯片需求的最低电压,将无法运用盈余电量。

  汽车:Maxim Integrated MAX16910 是用于汽车运用的 200 mA 超低静态电流 LDO。除了具备根基功能,该器件还实用于条件厉苛的汽车运用境况。具有 +45 伏的抗瞬变输入电压,可能应对“负载突降”情景并正在该情景下事务,还可事务于(指定值)-40°C 至 +125°C 的汽车温度鸿沟(图 2)。正在 +3.5 伏至 +30 伏的输入电压下事务,仅破费 20 微安 (?A) 空载静态电流,正在用户限定合断形式下仅为 1.6 μA。

  图 3:Analog Devices 的 ADP7183 系列实质上往往用于负电源/负输出运用;这些器件可能摆设为固定输出电压(这里指上面示贪图中的 ?3.3 伏)或用户可调整输出电压(这里指下面示贪图中修立的 ?2.5 伏)。(图片由来:Analog Devices)固定/可变双输出:一般处境下,少少运用不光仅需求一个单通道 LDO,因而 Texas Instruments 推出具有一个 2.5 伏固定输出电压和一个可调整输出电压的 LFC789D25 双通道线性限定器。限定器的输出可能驱动外部 N 沟道MOSFET,因而电流可以相对较高,达 3 A(外率值)。这种 IC 实用于 DDR1 存储器电压 (VDDQ) 温顺冲器 VREF 等运用(图 4)。内部基准的温度积蓄功能具有 2% 容差,足以餍足这种处境。

  比方,线性稳压器输出只可低于输入电压(“降压”)。由于存正在节制性,以是需求扩展特殊的电池来升高根基 DC 供电电压,智力确保电压横跨LDO需求的输入电压。每个稳压器需运用五个标称电压为 1 至 1.5 伏的电池,每个电池需求正在其通盘放电周期内确保牢靠的 5 伏输出电压。而特殊扩展电池的本钱很疾会跨越运用较少电池即可运转的开合稳压器本钱。另外,特殊的电池还占领了贵重的空间。

  正在高频事务形式下,开合稳压器会正在输入和输出滤波器上形成电压和电流纹波,这是正在策画中运用该器件所面对的合键题目。而管理这些题目需求工夫和策画技巧。

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