电子产业
数字化服务平台

扫码下载
手机洽洽

  • 微信小程序

    让找料更便捷

  • 华强电子网APP

    随时找料

    即刻洽谈

    点击下载PC版
  • 华强电子网公众号

    电子元器件

    采购信息平台

  • 华强电子网移动端

    生意随身带

    随时随地找货

  • 华强商城公众号

    一站式电子元器件

    采购平台

  • 芯八哥公众号

    半导体行业观察第一站

什么是集成稳压器 常见类型有哪几种

来源:电子之家 作者:华仔 浏览:1640

标签:

摘要: 集成稳压器又叫集成稳压电路,将不稳定的直流电压转换成稳定的直流电压的集成电路, 用分立元件组成的稳压电源,具有输出功率大,适应性较广的优点,但因体积大焊点多可靠性差而使其应用范围受到限制,近年来,集成稳压电源已得到广泛应用,其中小功率的稳压电源以三端式串联型稳压器应用最为普遍。

集成稳压器  

集成稳压器又叫集成稳压电路,将不稳定的直流电压转换成稳定的直流电压的集成电路, 用分立元件组成的稳压电源,具有输出功率大,适应性较广的优点,但因体积大焊点多可靠性差而使其应用范围受到限制,近年来,集成稳压电源已得到广泛应用,其中小功率的稳压电源以三端式串联型稳压器应用最为普遍。 

分类

集成稳压器按出线端子多少和使用情况大致可分为三端固定式、三端可调式、多端可调式及单片开关式等几种。

三端固定式集成稳压器是将取样电阻、补偿电容、保护电路、大功率调整管等都集成在同一芯片上,使整个集 成电路块只有输入、输出和公共3个引出端,使用非常方便,因此获得广泛应用。它的缺点是输出电压固定,所以必须生产各种输出电压、电流规格的系列产品。7800系列集成稳压器是常用的固定正输出电压的集成稳压器,7900系列集成稳压器是常用的固定负输出电压的集成稳压器。

三端可调式集成稳压器只需外接两只电阻即可获得各种输出电压。如,CW117为常用的三端可调正输出集成稳压器,CW137为常用的三端可调负输出集成稳压器。

多端可调式是早期集成稳压器产品,其输出功率小,引出端多,使用不太方便,但精度高,价格便宜。如,CW3085,CW1511。

保持正、负输出电压完全对称。如,CW1468。

单片开关式集成稳压电源是最近几年发展的一种稳压电源,其效率特别高。它的工作原理与上面3种类型稳压器不同 ,是由直流变交流(高频)再变直流的变换器。通常有脉冲宽度调制和脉冲频率调制两种,输出电压是可调的。 以an5900,tlj494,ha17524等为代表,目前广泛应用在微机、电视机和测量仪器等设备中。

集成稳压器的质量参数

1、 电压调整率:是表征集成稳压器稳压性能优劣的重要指标,又称为稳压系数或稳定度。表征当输入电压V1变化时稳压器输出电压V0稳定的程度。

2 、电流调整率:又称为电流稳定系数,表征当输入电压不变时,稳压器对由于负载电流(输出电流)变化而引起的输出电压波动的抑制能力。

3、 纹波抑制比:反映了稳压器对输入端引入的市电纹波电压的抑制能力。

4、 输出电压温度系数:又称输出电压温度变化率。是指当输入电压和输出电流(负载电流)保持不变时,稳压器输出电压随温度的变化而变化的大小。

5、 输出电压长期稳定性:表征输出电压值随时间变化的大小(当输出电流、输入电压和环境温度保持不变时)。通常是以在规定时间内稳压器输出电压的最大变化量。

6 、输出噪声电压:除了直接以输出端噪声电压Vn的绝对值来表示的稳压器的噪声性能外,还有以稳压器的输出端噪声电压Vn与输出电压V0的百分比值来表征稳压器的噪声性能的。

7、 热稳定性:表征稳压器的热稳定性能,通常以稳压器单位功耗所引起的输出电压相对变化的百分比值。

8 、温度稳定性:是以在规定的稳压器工作温度最大变化范围内稳压器输出电压的相对变化的百分比值。

LDO稳压器

LDO 是一种线性稳压器,使用在其线性区域内运行的晶体管或场效应管(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与输出电压差额的最小值。正输出电压的LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(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非常低的压降电压,通常为 200mV 左右;与之相比,使用 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 使用 NPN 作为它的传递设备,其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。 

工作原理 

如图所示,该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。

8cb1cb13495409234cfb51639b58d109b3de4918.jpg 

取样电压加在放大器A的反相输入端,与加在同相输入端的基准电压Uref相比较,两者的差值经放大器A放大后,控制串联调整管的压降,从而稳定输出电压。当输出电压Uout降低时,基准电压与取样电压的差值增加,比较放大器输出的驱动电流增加,串联调整管压降减小,从而使输出电压升高。相反,若输出电压Uout超过所需要的设定值,比较放大器输出的前驱动电流减小,从而使输出电压降低。供电过程中,输出电压校正连续进行,调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。 

应当说明,实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能,比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等,而且串联调整管也可以采用MOSFET。 

应用范围 

LDO的应用非常简单,很多LDO仅需在输入端及输出端各接一颗电容即可稳定工作。在LDO的应用中需要考虑压差、静态电流、PSRR等重要参数。在以电池作为电源的系统中,应当选择压差尽量低的LDO,这样可以使电池更长时间为系统供电,比如NCP600,NCP629等等。

静态电流Iq是Iquiescent的缩写,指芯片自身所消耗的电流。在一些低功耗应用中,应当尽量选择Iq小的LDO。一些工程师在设计低功耗系统时,仅考虑MCU本身消耗的电流,而忽略电源芯片上所消耗的电流,使整个系统的待机功耗不能达标,曾经见过有的工程师在低功耗系统中选用78L05为MCU提供电源,查阅数据手册可以得知78L05静态电流为1mA,不适合低功耗应用,应该选择NCP583等等。 

在射频、音频、ADC转换等应用系统中,PSRR(电源纹波抑制比)是一个很重要的参数,其体现了LDO的抗噪能力,PSRR值越高LDO输出纹波越低。下面列出了LDO的一些重要特性及应用方向。 

不同电压输出级别的应用领域。 

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67