根據(jù)調(diào)整管的工作狀態(tài),我們常把穩(wěn)壓電源分成兩類:線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源。此外,還有一種使用穩(wěn)壓管的小電源。這里說的線性穩(wěn)壓電源,是指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下的直流穩(wěn)壓電源。而在開關(guān)電源中則不一樣,開關(guān)管是工作在開、關(guān)兩種狀態(tài)下的。
簡(jiǎn)單介紹下分類:
NPN穩(wěn)壓管:內(nèi)部用一個(gè)PNP管控制達(dá)林頓調(diào)整管。
LDO穩(wěn)壓管:調(diào)整管是一個(gè)PNP管。
Squasi-LDO:調(diào)整管是由一個(gè)PNP管控制一個(gè)NPN管。
LDO(low dro output)低壓差線性穩(wěn)壓器
LDO的工作原理是通過反饋調(diào)整MOSFET的Vsd壓降以使輸出電壓不變。輸出電壓紋波小,電流也較小,用于RF模塊或音頻模塊等對(duì)電壓要求高的電路。特點(diǎn)是成本低噪音小。缺點(diǎn)是效率低,輸出電流小,只能用在降壓的場(chǎng)合。必須要注意,為了達(dá)到穩(wěn)定的回路就必須使用負(fù)反饋。
下面是LDO S-1167 Series的基本原理圖。
該電路主要是由串聯(lián)調(diào)整管、取樣電阻、比較放大器組成。取樣電壓加在比較放大器的同相輸入端,與加在反相輸入端的基準(zhǔn)電壓Uref相比較,兩者的差值經(jīng)放大器A放大后,控制串聯(lián)調(diào)整管的壓降,從而穩(wěn)定輸出電壓。當(dāng)輸出電壓Uout降低時(shí),基準(zhǔn)電壓與取樣電壓的差值增加,比較放大器輸出的驅(qū)動(dòng)電流增加,串聯(lián)調(diào)整管壓降減小,從而使輸出電壓升高。相反,若輸出電壓Uout超過所需要的設(shè)定值,比較放大器輸出的前驅(qū)動(dòng)電流減小,從而使輸出電壓降低。供電過程中,輸出電壓校正連續(xù)進(jìn)行,調(diào)整時(shí)間只受比較放大器和串聯(lián)調(diào)整管回路反應(yīng)速度的限制。環(huán)路內(nèi)的負(fù)反饋總是強(qiáng)制比較放大器調(diào)節(jié)輸入兩端的電壓使其相等。
LDO的效率不高,下表是3.3v的LDO量得的數(shù)據(jù)。
在diag下效率為67.86%,在OS下效率為66.62%。輸入輸出電流基本相等,是因?yàn)檩斎腚娏鞯捷敵鲭娏鳎?jīng)過PNP調(diào)整管,只在柵極消耗了一點(diǎn)。以S1167B33-I6T2G為例測(cè)得的輸入輸出曲線如下圖:
輸入端大于3.3V時(shí),一直有恒定的3.3V輸出,大于2.8V小于3.3V時(shí),輸入等于輸出,小于2.8V時(shí),系統(tǒng)就不穩(wěn)定了。把輸出端對(duì)地短路,并未出現(xiàn)大電流(0.02mA)。6.5V是spec中定義的,由于怕?lián)p傷器件,輸入并未超過6.5V測(cè)量。
穩(wěn)壓管的另一個(gè)重要的指標(biāo)就是穩(wěn)定性,在我們的設(shè)計(jì)線路中常??吹皆谄漭敵龆藭?huì)有大大小小的電容,其作用是什么呢?下面具體分析穩(wěn)壓管的反饋及回路穩(wěn)定性。
三中穩(wěn)壓管:
1.NPN穩(wěn)壓管