稳压器

如何明智的选择线性稳压器与开关稳压器?

时间:2024-01-10 08:00:56 文章来源: 江南app平台下载

  技术的快速地发展,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,且电子设备不能离开可靠的两大类。这两类电源分别有什么特点呢?另外广大工程师在设计电源方案时,应该选用哪类电源呢?通过阅读下文,可以轻松得到答案。

  首先我们来了解何为线性电源,何为开关电源;从字面意思能够理解为:使用线性稳压器制作的电源系统便是线性电源,使用开关稳压器制作的电源,便是开关电源。接下来我们介绍线性稳压器与开关稳压器。

  线性稳压器,是我们常说的LDO,其传输器件工作在线性区,说白了就是电阻分压,只能用于降压变换,输出电流几乎等于输入电流,当输入输出压差大时,系统转换效率较低。

  开关稳压器,利用功率管不断的开启与关断,配合储能元器件(电感、电容)来实现能量的传输与变换,实现电压的变换。根据系统电路中器件的连接方法不一样,能轻松实现直流升压、降压、负压、升降压等变换。理想状态下,电感、电容不会有能量损耗,所以系统转换效率相对较高。

  如何针对方案要求,正确的选取电源类型仍是有一定难度;接下来我们通过两个事例来简要说明。

  前面提到,当输入输出压差比较大时,线性电源由于其工作特性决定其转换效率比较低;使用线性电源,其最大转换效率为 5/12*100% = 41.67%,系统的整个损耗为(12-5)V*2A=14W ;而使用开关电源,其转换效率至少在 90%以上,系统的输入功率为 10W/0.9=11.1W,则损耗的功率为 11.1-10=1.1W。输出同样的功率,二者的损耗相差超过 12 倍,若使用线性电源,需要非常大的辅助散热器件,显然此方案选用开关电源最合适。

  此方案,输入输出压差低,输出功率小,使用线性电源时其转换效率在 3.3/4.5*100%=73.3%,系统的整个损耗为(4.5-3.3)V*0.1A=0.12W;使用开关电源效率会在 85%以上,损耗在 0.06W 左右。0.12W 的损耗是可接受的,再考虑到开关电源系统成本高,系统复杂,此方案选用线性电源最合适。

  电源类型的选取,首先以性能为准则,性能满足要求后,才会去考虑成本要求;下面总结一下线性电源与开关电源优缺点。

  线性电源优点:输出电压纯净、纹波小、噪声低、使用简单;缺点:只能实现降压输出,且输入输出压差大时,转换效率低。

  优点:效率高、体积小、功率密度大,能轻松实现多种电源变换;缺点:由于功率管开关和储能器件的电磁变换,输出电压纹波和噪声相对偏大,同时产生电磁骚扰,系统成本相对较高。

  二者各有优缺点,在低压差,小功率场合可以优选线性电源;在大压差,高功率场合,选用开关电源较合适,对一些输入输出电压差比较大,且对电源输出电压纹波敏感的场合,可优先考虑先使用开关电源将输入电压适当降低,在配合 LDO 给后级提供纯净的电压。

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  (Voltage Regulator)是指一种可以在电源电压或负载电流变化时提供稳定的输出电压的设备。

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  总会产生一定量的输出电压纹波。在许多处理非常小的信号的应用中,这种纹波可能会造成干扰。

  区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指

  区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指

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