浅谈线性稳压电源@@和@@开关稳压电源@@@@(开关电源@@)

目前现有电源主要分为两大类@@:线性稳压电源@@和@@开关稳压电源@@(开关电源@@)。

线性稳压电源@@

线性稳压电源@@经过变压@@、整流@@、滤波@@、稳压实现电源稳压@@。

优点@@:稳定性好@@,瞬态响应速度快@@,可靠性高@@,输出电压@@@@精度高@@,输出纹波电压@@精度小@@。

缺点@@:变换效率较低@@,尤其是在输入输出电压@@@@差@@较大的情况下@@。如果输出电流也较大@@,会有明显的发热发烫现象@@,甚至可能烧坏稳压器@@。

线性稳压电源@@构成@@:

开关电源@@构成@@

低压差@@线性稳压器的主要参数@@

输出电压@@@@

低压差@@线性稳压器有固定输出电压@@@@和@@可调输出电压@@@@@@两种类型@@。

固定输出电压@@@@稳压器@@:输出电压@@@@是经过厂家精密调整的@@,稳压器精度很高@@。

可调输出电压@@@@@@:根据稳压器@@ADJ引脚两端的电阻来调节输出电压@@@@@@。

最大输出电流@@

输出电流越大的稳压器成本越高@@。为了降低成本@@。

输入输出电压@@@@差@@ 

在保证输出电压@@@@稳定的条件下@@,该电压@@压差@@越低@@,线性稳压器的性能就越好@@。比如@@,5.0V的低压差@@线性稳压器@@,只要输入@@5.5V电压@@,就能使输出电压@@@@稳定在@@5.0V。

接地电流@@ 

串联调整管输出电流为零时@@,输入电源提供的稳压器工作电流@@。该电流有时也称为静态电流@@,负载调整率@@

线性稳压器负载调整率@@越小@@,说明@@LDO抑制负载干扰的能力越强@@。

电源抑制比@@

线性稳压器输入源往往许多干扰信号存在@@。PSRR反映了线性稳压器对于这些干扰信号的抑制能力@@。

线性稳压电源@@设计注意@@:

散热@@:

由于线性稳压器的特性决定@@,压差@@部分的功耗是要通过芯片本身的散热@@释放出去的@@。如果压差@@和@@电流较大@@,那么器件上消耗的功耗就会比较大@@,散热@@问题就必须考虑@@。如果在@@PCB设计的时候没有留下足够的散热@@空间@@@@,那么随着系统的运行@@,线性稳压器芯片就会越来越烫@@。在持续高温的环境下运行会严重影响系统寿命@@。

解决方法@@:

在电路设计时计算线性稳压器上消耗的功率@@,消耗功率大时增加散热@@片@@,通过在稳压器下面放置过孔@@,区域覆铜连接地@@。

压差@@:

线性稳压器可以稳定的压差@@有限制@@,在选择线性稳压器时应查阅手册@@,看选择的线性稳压器是否可以满足降压需求@@。

旁路电容的选择@@:

线性稳压器的外围电路就是几颗旁路电容@@。这几颗电容的选择也要参考器件的数据手册@@,一般情况在输入输出端接@@10uf和@@100nf的电容@@。旁路掉高频信号以及干扰@@。在原理图设计的时候@@,100nf的电容@@要尽量靠近线性稳压器@@。用来消除线性稳压器产生的噪声@@。

开关电源@@

开关电源@@通过控制调整管的通断时间实现稳压@@@@。

优点@@:体积小@@,重量轻@@,功耗小@@,稳压范围宽@@,效率在@@80%~90%。

缺点@@:输出纹波电压@@较高@@,噪声较大@@,电压@@调整率等性能也较差@@,特别是对模拟电路供电时@@,将产生较大的影响@@。

使用@@:在开关性稳压器输出端接入低压差@@线性稳压器@@,就可以实现有源滤波@@@@,而且也可大大提高@@输出电压@@@@的稳压精度@@,同时电源系统的效率也不会明显降低@@。

开关电源@@构成@@:

Ui为整流@@滤波@@后的直流电压@@@@、Uo为转换后的直流输出电压@@@@@@、DC-DC转换器用于功率转换@@。

开关电源@@的分类@@:

无论哪种开关电源@@@@,调整管总是工作在开关状态@@,驱动调整管的电压@@可以是方波脉宽调制电压@@@@,也可以是正弦波的谐振电压@@@@。

根据驱动电压@@可以分为自激式@@和@@他激式@@@@。

自激式@@:利用调整管@@,开关变压器辅助绕组构成正反馈@@,实现自激振荡@@,实现稳压@@。

他激式@@:使用@@专设振荡器产生脉冲控制调整管@@。

根据转换器电路结构方式分为非隔离型@@和@@隔离型@@。

非隔离型@@:输入和@@输出共地@@,适合低压直流转换的场合@@,包括降压式@@,升压式@@,升降压式@@。

隔离式@@:输入输出进行隔离@@。包括反激式@@,正激式@@,推挽式@@,半桥式@@,全桥式@@。

 根据开关管的脉冲调制方式分为脉宽调制型@@@@,频率调制型@@,混合调制型@@。

脉宽调制型@@:通过改变开关管的导通时间来控制占空比@@,从而调节和@@稳定输出电压@@@@@@。

频率调制型@@:开关管的导通时间不变@@,通过改变开关管的脉冲频率来调节和@@稳定输出电压@@@@@@。

混合调制型@@:开关管的导通时间和@@脉冲频率都改变@@,没而来调节和@@稳定输出电压@@@@@@。

电源设计@@PCB布线@@:

1)芯片的电源引脚和@@地线引脚之间应进行去耦@@。去耦电容应贴近芯片安装@@,使去耦电容的回路面积尽可能减小@@。。
2)尽量加宽电源线@@、地线宽度@@,最好是地线比电源线宽@@。电源线应布@@1mm以上@@。
3)两层板表层走多条电源信号@@,另一层走多条地信号@@,让电源和@@地信号像@@“井@@”字形排列@@,基本上不走环线@@。
4)数字电路的@@PCB可用宽的地导线组成一个回路@@,即构成一个地网@@来使用@@@@,模拟电路的地不能这样使用@@@@。
5)用大面积铜层作地线@@,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用@@,或@@是做成多层板@@,电源和@@地线各占用一层@@。
6)一般都是就近接地@@,但要区分模拟和@@数字地@@:模拟器件就接模拟地@@,数字器件就接数字地@@;大信号地和@@小信号地也分开来@@。
7)同时具有模拟和@@数字功能的电路板@@,模拟地和@@数字地通常是分离的@@,只在电源处连接避免相互干扰@@。不要把数字电源与模拟电源重叠放置@@,否则就会产生耦合电容@@,破坏分离度@@。
8)应避免梳状地线@@,这种结构使信号回流环路很大@@,会增加辐射和@@敏感度@@,并且芯片之间的公共阻抗也可能造成电路的误操作@@。
9)选用贴片式芯片时@@,尽量选用电源引脚与地引脚靠得较近的芯片@@,可以进一步减小去耦电容的供电回路面积@@,有利于实现电磁兼容@@。板上装有多个芯片时@@,地线上会出现较大的电位差@@,应把地线设计成封闭环路@@,提高@@电路的噪声容限@@。 10)相同结构电路部分@@,尽可能使用@@@@“对称式@@”布局@@。

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