低压差线性稳压器的拓扑构造与运用

2017-10-18 14:28分类：机械维修阅读：

线性稳压器拓扑构造及首要特征
1 低压差线性稳压器的翻开现状及运用范畴
　　跟着现代科技的跋涉，便携式电子商品正朝着高效节能、矮小轻浮的方向翻开。而传统的集成线性稳压器的输入/输出压差较高，这就大大绑缚了它在低压供电范畴中的运用。虽然开关稳压器的电源功率高，但开关噪声大、输出纹波电压高，且简略发作电磁搅扰（EMI），也难以满意高端射频收发设备（如手机）及视频设备（如DVD）的需求。
　　这些年面世的低压差线性稳压器，它一经面世便闪现出健旺的生命力，并以低功耗、高功率、低噪声、高抗扰、体积小、重量轻等显着利益，深受咱们的喜爱。低压差线性稳压器有3品种型：由低丰满压降的PNP型晶体管作内部调整管的PNP型低压差线性稳压器（LDO，Low Dropout Linear Regulator）；由PNP型驱动管和NPN型调整管构成的准低压差稳压器（QLDO，Quasi Low Dropout Linear Regulator）；由导通电阻十分低的功率场效应晶体管构成的超低压差线性稳压器（VLDO，Very Low Dropout Linear Regulator）。
　　低压差线性稳压器格外合适选用电池供电的便携式电子商品，如笔记本电脑、手机、MP3播映器、数码相机、数码摄录像机、数字视频光盘（DVD）、可视电话、全球定位体系（GPS）、机顶盒（STB）、便携式外表、轿车电子设备等。

图1 线性稳压器的5种拓扑构造
a）传统的NPN型稳压器 b）准低压差线性稳压器（QLDO） c）低压差线性稳压器（LDO） d）PMOS超低压差线性稳压器 e）NMOS超低压差线性稳压器
2 线性稳压器的拓扑构造
　　线性稳压器的5种拓扑构造如图1所示。a图为传统的NPN型线性稳压器，其输入/输出压差逾越2.5～3V，I为驱动电流（下同）。b图为准低压差线性稳压器（QLDO），其压差可减小到0.9～1.5V。c图为PNP型低压差线性稳压器（LDO），其压差仅为0.3～0.6V。d图为由P沟道MOS管构成的PMOS超低压差线性稳压器（VLDO），其压差可降至100mV分配。e图为由N沟道MOS管构成的NMOS VLDO，其压差可低至几十毫伏。

上述5种线性稳压器的压差核算公式见附表1。
3 低压差线性稳压器的首要特征
　　低压差线性稳压器的首要特征是可最大极限地下降沉整管压降，然后大大减小了输入-输出压差，使稳压器能在输入电压略高于额外输出电压的条件下作业。例如，传统的线性稳压器7805或LM317，恳求输入电压有必要比输出电压高出2.5～3V才调正常作业。为获得+5V输出，就需求+8V的输入电压。与之比照，新式低压差稳压器的输入电压只需高于+5.3V，即可获得+5V输出。从电源功率上看，LM317作业在+3.3V、1A时的功率低于50%，若选用Micrel公司的MIC5156型3.3V大电流低压差线性稳压器，则当输入电压略高于3.3V时其功率高达95%。
　　低压差线性稳压器与开关稳压器比照，首要有以下6个利益：①稳压功用好；②低噪声（可达几十个微伏，无开关噪声）、低纹波（电源按捺比可达60～70dB），这关于无线电和通讯设备至关首要；③低静态电流（超βLDO的静态电流可低至几微安至几十微安），低功耗，当输入电压与输出电压挨近时可抵达很高的功率；④具有活络照料才调，能对负载及输入电压的改动做出活络反响；⑤外围电路简略（仅用两只电容器），运用便当；⑥本钱贱价。

低压差线性稳压器与别的稳压器的功用比照见表2。
低压差线性稳压器的运用
低压差线性稳压器的根柢运用有以下5种。
1 沟通供电的低压差线性稳压器
　　选用沟通供电的低压差线性稳压器电路如图2所示。沟通输入电压首要经过电源变压器降压，再经过整流滤波器送至低压差线性稳压器（LDO），终究获得直流稳压输出。

图2 选用沟通供电的低压差线性稳压器电路
2 选用电池供电的低压差线性稳压器
　　选用电池供电的低压差线性稳压器电路如图3所示。低压差线性稳压器在选用电池供电时更具有显着的优势。　

图3 选用电池供电的低压差线性稳压器电路
3 开关电源的后置线性稳压器
　　开关电源的后置线性稳压器电路如图4所示。开关电源以电源功率高而著称，但其输出噪声和纹波较大。将线性稳压器接在开关稳压器后边构成的复合式稳压电源，兼有开关电源和线性稳压电源的利益，不只电源功率很高，并且稳压功用好，输出噪声极低，可获得纯真的直流输出电压。

图4 开关电源的后置线性稳压器电路
4 多路输出式低压差线性稳压器
　　多路输出式低压差线性稳压器电路如图5所示，运用4个使能端（Enable 1～Enable 4）可别离操控各路稳压输出的通、断。通讯体系中各子体系的模块通常是由各自的稳压器供电的，即便它们选用一样的电源电压。

图5 多路输出式低压差线性稳压器电路
5 低压差线性稳压器在微处理器电源体系中的运用
　　LP2951是SIipex公司推出的低压差线性稳压器系列商品，其最高输入电压为30V，最大输出电流为100mA。固定输出式的输出电压有 3种规范：＋5.0V、＋3.0V和＋3.3V。它具有静态电流小（仅为75μA）、输出电压精度高（±0.5%）、电压调整率及负载调整率高（可达±0.05%），低压差（满载输出时的压降为380mV）、低温度系数（20×10-6/℃）等利益。运用其缺陷象征输出端，可对输出电压进行监测，当LDO的输出电压下降或输入电压下跌时，可经过逻辑电路将LDO关断，起到电源复位的效果，格外合适选用电池供电的体系，如手机、便携式外表、携式花费类电子商品及笔记本电脑。