你将看到我的博客系列电力电子在接下来的几个月里。这些博客每隔一周发布一次,主题围绕电源。这第一部分将是关于低差调节器(LDO)。
简单地说,dc-dc变换器就是这样一种电源设备:将直流电压改变为更高或更低的直流电压。所有的电子系统都需要恒压电源来驱动其保护伞下的信号产生组件和设备。常数是一个关键字,因为它可能有一个功率转换器,在输出电压线上有一定程度的纹波。如果使用带输出纹波的功率转换器,挑战在于确保这种纹波不会影响预期的信号质量,影响板载芯片。
直流-直流变换器的两种基本类型是线性变换器和切换器。使用线性变换器时,源电源的输出是连续的。传递到负载的连续线性信号元件调节源到负载之间的电流流。另一种类型的直流-直流电源是开关转换器。开关型转换器在传递元件开关和关闭时提供突发功率。
在我们继续之前,在执行最终选择时,需要记住一些基本的转换器特性。系统需求的基本特征是输入电压范围、输出电压水平和额定电流。但要更深入地挖掘,了解dc-dc变换器的效率和瞬态响应也同样重要。最后,应用程序组件的大小和成本可能是最关键的规范。
线性稳压器
LDO线性稳压器为稳定的直流输入电压提供稳定的直流输出电压。通常,你会在无线电频率和精确模拟应用中发现信号电压极小的LDOs。对于这些调节器,没有开关动作,因此,电磁干扰(EMI)成为一个“不用担心”的情况。这些应用要求其电源的特性是窄V在到V出差异大,精度高,噪音低。
LDO的基本结构包括一个电流源、带隙基准、放大器、一对电阻和一个驱动晶体管(见图).
图中是一个简化的LDO电路。
在图中,输入电压(V在)为通管晶体管供电,参考电压(V裁判)和运算放大器。运算放大器迫使非反相输入等于V裁判,反过来,由R1/ R2电压分压器,在V处建立电压值出.LDO中的电压基准通常是一个稳定的带隙基准,它在运放的反相输入端提供直流电压。通管晶体管为LOAD提供输出驱动电流,而R1和R2持有V出稳定。
LDOs具有快速的瞬态响应,以适应FPGA或多核处理器的需要,在这些情况下,负载会发生快速变化。LDOs的锦上添花之处是,它们通常成本较低,需要较少的外部组件。没有开关电流进出电感器,这实际上并不存在于这个电路中,最大限度地减少了LDO的EMI产生。
任何动力装置的效率等于:
效率= P出/ P在
P出等于断电还是V出x我出和P在等于或V的幂在x我在.
看这个数字,V在一定大于V出+ V通过晶体管.这种关系锁定了LDO的效率。基本上,我出值跟踪I在价值。此外,如果V在比V大很多吗出它独立于I出和我在),效率就会变差。在许多电路中,LDO的这种效率缺点可以消除它作为一个选项。从那里,唯一的选择是使用一个开关电源,如果你能容忍输出开关噪声。
这将我们带到了本专栏的下一部分。几周后,你将看到感应开关电源的内部工作原理。