线性稳压器基础知识
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线性稳压器的工作原理及应用第一个需要考虑的因素便是确定预期输出电压。
最为简单的线性稳压器拥有一个固定的输出电压范围,其由和图 1 所示R1/R2 网络相类似的内部连接确定。
可调稳压器可能会有四个引脚:Vin、Vout、接地引脚和调节引脚。
调节引脚是用来调节电压设置电阻。
图1 基本的线性稳压器三端可调稳压器的输出电压如图2 所示图2 三端可调稳压器并由下列关系式设定:1.25 V 为电压参考值。
分子和分母均除以R1 可以得出:这就是本系列第一篇文章(第 1 部分最基本的构建块运算放大器)中所建立起来的非反相运算放大器(op amp) 传输函数。
我们通常用输入电源电压(线性)或输出电流需求(负载)改变时其保持规定输出电压的表现来衡量稳压器的动态性能,即对静态变化和瞬态变化的响应。
我们通常是在最大负载电流下规定线性调整率(line regulation),而负载调整率的规定则可能是在一个或多个线性电压条件下完成的。
当输入未得到调节时,可能会存在一定叠加于DC 之上的电源线频率AC,即输入纹波,应从输出中将其去除。
另一个动态性能变量是输出噪声。
通过增加稳压器输出端的滤波器电容一般可以降低输入纹波和输出噪声,但是会延长瞬态恢复时间。
线性稳压器的运行依赖于一个内部增益级。
为了防止该增益级出现振荡,通常会需要一个最小输出滤波器电容(请参见图 1 中的C2)。
一个输入滤波器电容(请参见图 1 中的C1)将有助于稳压器服务于瞬态负载,尤其是在稳压器远离电源时更需要这样一个输入滤波器电容。
许多稳压器都不容许存在反向电压。
如果输出电容被充电至输出电压,同时输入短路至接地,那么稳压器将出现反向电压,并且在所有电路获得放电以前稳压器都会锁闭在某种未知状态中。
这种故障状态可能会引起稳压器自毁。
为。
LDO一.LDO的基本介绍LDO是low dropout regulator, 意为低压差线性稳压器, 是相对于传统的线性稳压器来说的。
传统的线性稳压器, 如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上, 否则就不能正常工作。
但是在一些状况下, 这样的条件明显是太苛刻了, 如5v转3.3v,输入及输出的压差只有1.7v, 明显是不满意条件的。
针对这种状况, 才有了LDO类的电源转换芯片。
LDO是一种线性稳压器。
线性稳压器运用在其线性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, 产生经过调整的输出电压。
所谓压降电压, 是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV之内所需的输入电压及输出电压差额的最小值。
正输出电压的LDO(低压降)稳压器通常运用功率晶体管(也称为传递设备)作为PNP。
这种晶体管允许饱和, 所以稳压器可以有一个特别低的压降电压, 通常为200mV左右;及之相比, 运用NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2V左右。
负输出LDO 运用NPN作为它的传递设备, 其运行模式及正输出LDO的 PNP设备类似。
更新的发展运用 MOS 功率晶体管, 它能够供应最低的压降电压。
运用功率MOS, 通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。
假如负载较小, 这种方式产生的压降只有几十毫伏。
DC-DC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换), 只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器, 包括LDO。
但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。
LDO是低压降的意思, 这有一段说明: 低压降(LDO)线性稳压器的成本低, 噪音低, 静态电流小, 这些是它的突出优点。
它须要的外接元件也很少, 通常只须要一两个旁路电容。
新的LDO 线性稳压器可达到以下指标: 输出噪声30μV, PSRR为60dB, 静态电流6μA(TI的TPS78001达到Iq=0.5uA), 电压降只有100mV(TI量产了号称0.1mV的LDO)。
线性稳压器原理线性稳压器是一种常见的电子元件,它在电路中起着稳定输出电压的作用。
其工作原理是通过将输入电压进行稳定,以确保输出电压始终保持在设定的数值范围内。
在本文中,我们将深入探讨线性稳压器的原理,以及其在电子电路中的应用。
首先,让我们来了解一下线性稳压器的基本结构。
线性稳压器通常由三个主要部分组成,输入端、控制电路和输出端。
输入端接收来自电源的不稳定电压,控制电路对输入电压进行稳定处理,最终输出端提供稳定的电压给负载使用。
控制电路中通常包含一个参考电压源和一个误差放大器,用于对输入电压进行比较和调节,以确保输出电压的稳定性。
其次,让我们来详细了解线性稳压器的工作原理。
当输入电压发生变化时,控制电路会通过负反馈机制对输出电压进行调节,以使其保持在设定的稳定数值范围内。
这种负反馈机制可以有效地抑制输入电压的波动,从而确保输出电压的稳定性。
此外,线性稳压器还通过将多余的电压转化为热量的方式来实现稳压,这也是其常见的缺点之一,因为这会导致功耗增加和效率降低。
接下来,让我们来探讨线性稳压器在电子电路中的应用。
线性稳压器广泛应用于各种电子设备中,如电源适配器、电池充电器、稳压电源等。
在这些应用中,线性稳压器可以提供稳定的电压输出,以确保电子设备的正常运行。
此外,线性稳压器还常用于模拟电路中,因为其输出电压稳定性较高,能够满足对电压精度要求较高的应用场景。
总结一下,线性稳压器是一种常见的电子元件,其工作原理是通过负反馈机制对输入电压进行稳定处理,以确保输出电压的稳定性。
在电子电路中,线性稳压器广泛应用于各种电子设备中,能够提供稳定的电压输出,满足不同应用场景的需求。
然而,线性稳压器也存在一些缺点,如功耗增加和效率降低,因此在实际应用中需要综合考虑其优缺点,选择合适的稳压器类型。
通过本文的介绍,相信读者对线性稳压器的原理和应用有了更深入的了解。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求和场景选择合适的线性稳压器,以确保电子设备的正常运行和稳定性能。
变换器基础及特点(DCDC电荷泵线性稳压器)一、DCDC概念及分类几乎所有的电子系统都需要恒压电源或者恒流电源,DC to DC变换器是用于提供直流(DC)电源的器件。
DC-DC实际上是个很宽的概念,广义上包括所有的从直流变换到直流的变压器件,可分为线性变换器和开关变换器2种。
线性变换器中比较常用到的细分种类是LDO,而开关变换器就是通常所说的狭义上的DC-DC。
1,开关变换器开关变换器,指利用电感、电容的储能的特性,通过可控开关器件(MOSFET等)进行高频率的周期性的开通和关断,将输入的电能储存在电感(容)里,当开关断开时,电能再释放给负载,提供能量。
所以,开关变换器根据储能器件不同又可以分为电感储能型和电容储能型2种。
电感储能型DCDC就是电子产品中最常用的那种需要外挂个功率电感的常规DCDC,而电容储能型DCDC 变换器通常又被叫作电荷泵(bèng)。
我们常用的电感储能型DC-DC产品有三种类型,分别为BUCK (降压型)、BOOST(升压型)和BUCK/BOOST型(升降压型)。
另外,如果用变压器来代替储能电感,就是隔离型DCDC,隔离型又分多种:单端正激(Forward)、单端反激(Flyback)、双管正激(Double transistor forward converter)、双管反激(Double transistor flybackconverter)、推挽电路(Push-pull converter)和半桥电路(Half-bridge converter)等。
隔离型不是本文要讲的重点。
2,线性变换器线性型,是从电源向负载连续的输送功率,传输能量器件(如晶体管、场效应管)工作于线性区,其负责调节从电源至负载的电流流动。
线性稳压器属于广义的DC-DC变换器,而LDO 又是一种低压差的线性稳压器。
二,线性稳压器。
1,原理:线性稳压器和输出阻抗一起形成了一个分压器网络。
电子电路中线性稳压器的作用及原理解析线性稳压器是广泛应用于电子电路中的一种电源管理器件,其作用主要是将不稳定的直流电源(输入)转换为稳定的输出电压,并且输出电压与负载电流几乎无关。
线性稳压器能够提供相对稳定、纹波较小的电源电压给电路中的各个组件使用,从而保证了电子设备、家用电器、计算机等的正常运行。
一、线性稳压器的基本工作原理线性稳压器的基本工作原理是将输入电压经过调节电路进行调整,并去除掉噪声,然后再传递到稳定电压的输出端口。
其中,调节电路通常由参考电压源和误差放大器两部分组成。
参考电压源提供一个固定的参考电压,误差放大器输出一个误差电压,通过对这两个信号的比较,产生一个控制信号来调节晶体管或调节管的导通状态,使得输出电压保持稳定。
具体来说,在线性稳压器中,调节管的导通状态决定了输出电压与输入电压之间的电压差,而误差放大器就是基于这种电压差来产生误差信号的放大器。
如果输出电压低于设定的标准电压值,如果调节器被要求提高电压,则控制电压将导致晶体管或调节管导通的时间更长,输出电压就会增加。
反之,如果输出电压高于标准电压值,则减小导通时间,输出电压就会减少。
二、线性稳压器的特点线性稳压器具有以下几个特点:线性稳压器能够提供稳定、纹波小的电源电压,能够满足各种电路对电源质量的要求。
线性稳压器的输出电流几乎不受负载电流的影响,因此稳定性高。
线性稳压器具有较低的输出电阻和噪声,使得其在一些对信噪比要求较高的应用场景下得到广泛应用。
线性稳压器调节方便,可靠性高,适用于大多数功率要求不高的电子电路。
线性稳压器的成本较低,相对于其他电源管理器件来说,具有较高的性价比。
虽然线性稳压器有很多优点,但是也存在一些缺点,如功率消耗大、效率低、温升大等。
因此,在一些需要低噪声、低纹波、高效率、高稳定性的场合,可以考虑采用其他类型的电源管理器件。
三、常见的线性稳压器常见的线性稳压器有78xx系列、79xx系列和LM317。
线性稳压器的工作原理线性稳压器是一种电子设备,主要用于电源系统中,将不稳定的输入电压转化为稳定的输出电压。
其工作原理是通过使用负反馈控制技术,将不稳定的输入电压调整并稳定到设定的输出电压。
以下是线性稳压器的工作原理的详细解释。
在开始解释之前,需要先了解两个概念:基准电压和误差放大器。
基准电压是一个与输入电压无关的准确值,用来设定输出电压的期望值。
误差放大器是一个负反馈放大器,用于监测输出电压并与基准电压进行比较,产生一个反馈信号。
工作原理如下:1.输入电压通过输入电压端进入线性稳压器。
这个电压通常会有一定的波动,可能会受到电网电压的变化、负载的变化等因素的影响。
2.输入电压经过输入电压端进入制动器。
制动器中的一个电阻网络会将输入电压调整到与基准电压相匹配的水平。
3.调整后的电压通过制动器进入误差放大器。
误差放大器监测输出电压与基准电压之间的差异。
如果输出电压低于期望值,误差放大器会产生一个较大的正反馈信号。
相反,如果输出电压高于期望值,误差放大器会产生一个较大的负反馈信号。
4.误差放大器输出的反馈信号通过负载电流,通过一个驱动电路传递给制动器。
这个反馈信号会告诉制动器调整电阻网络的程度,以调整输出电压。
5.制动器根据误差放大器的反馈信号,调整电阻网络的电阻值。
如果输出电压低于期望值,制动器会减小电阻值,增加输出电压。
相反,如果输出电压高于期望值,制动器会增加电阻值,降低输出电压。
6.输出电压从制动器经过输出电压端输出给负载。
这个输出电压是根据误差放大器的调整和制动器的调整来稳定到期望值的。
值得注意的是,线性稳压器通过使用一个线性的调整器(制动器)将不稳定的输入电压调整为稳定的输出电压,因此整个过程会有一定的功耗。
功耗的大小与输入输出电压差以及负载电流有关。
因此,在选择线性稳压器时,需要综合考虑功耗、热效应和电源效率等因素。
总结而言,线性稳压器通过负反馈控制技术,利用误差放大器监测输出电压与基准电压之间的差异,并通过制动器调整输入电压,从而实现将不稳定的输入电压转化为稳定的输出电压的功能。
线性稳压器的工作原理及比较一、线性稳压器的工作原理线性稳压器是一种电子元件,用于将输入电压稳定在一个固定的输出电压上。
它通过调整电路中的阻抗来实现电压的稳定。
线性稳压器的工作原理可以分为三个主要步骤:输入电压的采样、误差放大和反馈控制。
1. 输入电压采样:线性稳压器首先对输入电压进行采样,以获取实际电压值。
这通常通过一个电阻分压网络来实现,其中一个电阻连接到输入电压,另一个电阻连接到地。
2. 误差放大:采样后的电压与参考电压进行比较,产生一个误差信号。
这个误差信号被放大器放大,以便能够控制输出电压。
3. 反馈控制:放大后的误差信号通过一个反馈回路传送给稳压器的控制端。
这个信号与稳压器内部的参考电压进行比较,产生一个控制信号。
稳压器根据控制信号调整输出电压,使其保持在一个稳定的水平上。
二、线性稳压器的比较线性稳压器有很多不同的类型,每种类型都有其特点和适用范围。
以下是几种常见的线性稳压器及其比较:1. 简单线性稳压器(Series Linear Regulator,简称SLR):简单线性稳压器是最基本的线性稳压器类型,由一个功率晶体管和一个反馈电路组成。
它的工作原理简单,成本低廉,但效率相对较低。
它适用于低功率应用,如模拟电路和传感器。
2. 低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,简称LDO):低压差线性稳压器是一种特殊的线性稳压器,它能够在输入电压与输出电压之间保持很小的压差。
这意味着它可以在输入电压接近输出电压的情况下正常工作,提供更高的效率。
LDO适用于需要较高输出电流和较低输入电压的应用。
3. 开关稳压器(Switching Regulator):开关稳压器是一种比较先进的稳压器类型,它通过开关元件(如晶体管)来控制电路中的能量流动。
开关稳压器的效率较高,能够提供更大的输出功率。
然而,它的设计和调试相对复杂,成本也较高。
开关稳压器适用于高功率和高效率要求的应用,如电源管理和电动车辆。
LDO低压差线性稳压器知识总结LDO(Low Dropout)低压差线性稳压器是一种常用的电压稳定器件,广泛应用于电子设备中。
本篇文章将对LDO低压差线性稳压器的原理、特点、应用以及选型等方面进行总结。
一、LDO低压差线性稳压器的原理1.参考电压:LDO稳压器内部有一个参考电压源,该源产生一个通过基准电阻分压形成的恒定电压,作为反馈参考电压。
2.误差放大器:参考电压与输出电压之间的差值通过误差放大器进行放大,得到输出控制电压。
3.控制电压比较器:输出控制电压与内部反馈电压进行比较,产生误差电压。
若输出电压低于设定值,控制电压比较器将阻止通过继电器的控制信号,从而增大输出电流。
4.电流驱动:控制电压比较器将误差电压放大后,通过输出级的功放驱动输出电流,达到控制输出电压的目的。
输出级功放将外部负载接入电流放大,输出电压稳定。
二、LDO低压差线性稳压器的特点1.低压差:LDO低压差线性稳压器工作时,输入电压与输出电压之间的压差很小,可以实现高精度、高稳定性的电压输出。
2.低静态功耗:由于采用线性调节方式,低压差线性稳压器的静态工作时,能量基本全部通过稳压器线性调整为热量,因此静态功耗很低。
3.超低压差:一些高性能的LDO稳压器可以实现超低压差,通常以小于0.1V的极低压差来输出稳定电压。
4.较低输出噪声:LDO低压差线性稳压器的输出噪声比开关稳压器小,适用于对噪声敏感的应用。
5.稳定性好:LDO稳压器内部采用反馈控制方式,对输入电压、负载变化等具有较好的稳定性。
三、LDO低压差线性稳压器的应用1.电源管理:LDO稳压器可以用于CPU、FPGA及其他集成电路的供电管理,在保持电源稳定的同时,提供较低噪声的电源。
2.模拟电路:LDO稳压器适合用于模拟电路的供电,可以提供较干净的电源,帮助提高系统的信噪比。
3.无线通信:在无线通信系统中,需要提供稳定的电源给射频前端和基带处理器,LDO稳压器可以满足这种需求。
线性稳压器的基本知识解析-基础电子导读:本文阐述了线性稳压器的基本知识。
文章对于线性稳压器的基本概念、工作原理、特点、优势及应用,并对常用线性稳压器的技术进行分析。
以便在以后的应用中我们可以更好的选择线性稳压器。
长期以来,线性稳压器一直得到业界的广泛采用。
在开关模式电源于上世纪60年代后成为主流之前,线性稳压器曾经是电源行业的基础。
即使在今天,线性稳压器仍然在众多的应用中广为使用。
下面我们来就针对线性稳压器的基本知识作一一相关介绍。
一、线性稳压器的基本概念线性稳压器(Linear Regulator)使用在其线性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。
其产品均采用小型封装,具有出色的性能,并且提供热过载保护、安全限流等增值特性,关断模式还能大幅降低功耗。
二、线性稳压器的工作原理我们从一个简单的例子开始。
在嵌入式系统中,可从前端电源提供一个12V总线电压轨。
在系统板上,需要一个3.3V电压为一个运算放大器(运放)供电。
产生3.3V电压简单的方法是使用一个从12V总线引出的电阻分压器,如图1所示。
这种做法效果好吗?回答常常是“否”.在不同的工作条件下,运放的VCC引脚电流可能会发生变化。
假如采用一个固定的电阻分压器,则IC VCC电压将随负载而改变。
此外,12V总线输入还有可能未得到良好的调节。
在同一个系统中,也许有很多其他的负载共享12V电压轨。
由于总线阻抗的原因,12V总线电压会随着总线负载情况的变化而改变。
因此,电阻分压器不能为运放提供一个用于确保其正确操作的3.3V稳定电压。
于是,需要一个专用的电压调节环路。
如图2所示,反馈环路必需调整顶端电阻器R1的阻值以动态地调节VCC上的3.3V.图1 电阻分压器采用12V总线输入产生3.3VDC图2 反馈环路调整串联电阻器R1的阻值以调节3.3V此类可变电阻器可利用一个线性稳压器来实现,如图3所示。
线性稳压器使一个双极性或场效应功率晶体管(FET)在其线性模式中运作。