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          线性稳压器两端的电容容量选择及作用

          ? 2017年11月21日 11:45 ? 次阅读

            什么是线性稳压器

            线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 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。

            线性稳压器的突出优点是具有最低的成本,最低的噪声和最低的静态电流。它的外围器件也很少,通常只有一两个旁路电容。新型线性稳压器可达到以下指标:30μV 输出噪声、60dB PSRR、6μA 静态电流及100mV的压差。线性稳压器能够实现这些特性的主要原因在于内部调整管采用了P沟道场效应管,而不是通常线性稳压器中的PNP晶体管。P沟道的场效应管不需要基极电流驱动,所以大大降低了器件本身的电流;另一方面,在采用PNP管的结构中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态降低输出能力,必须保证较大的输入输出压差;而P沟道场效应管的压差大致等于输出电流与其导通电阻的乘积,极小的导通电阻使其压差非常低。当系统中输入电压和输出电压接近时,线性稳压器是最好的选择,可达到很高的效率。所以在将锂离子电池电压转换为3V 电压的应用中大多选用线性稳压器,尽管电池最后放电能量的百分之十没有使用,但是线性稳压器仍然能够在低噪声结构中提供较长的电池寿命。

            线性稳压器的工作原理

           

            我们从一个简单的例子开始。在嵌入式系统中,可从前端电源提供一个12V总线电压轨。在系统板上,需要一个3.3V电压为一个运算放大器(运放)供电。产生3.3V电压最简单的方法是使用一个从12V总线引出的电阻分压器,如图1所示。这种做法效果好吗?回答常常是“否”。在不同的工作条件下,运放的VCC引脚电流可能会发生变化。假如采用一个固定的电阻分压器,则IC VCC电压将随负载而改变。此外,12V总线输入还有可能未得到良好的调节。在同一个系统中,也许有很多其他的负载共享12V电压轨。由于总线阻抗的原因,12V总线电压会随着总线负载情况的变化而改变。因此,电阻分压器不能为运放提供一个用于确保其正确操作的3.3V稳定电压。于是,需要一个专用的电压调节环路。如图2所示,反馈环路必需调整顶端电阻器R1的阻值以动态地调节VCC上的3.3V.  

            线性稳压器两端的电容容量选择及作用

            此类可变电阻器可利用一个线性稳压器来实现,如图3所示。线性稳压器使一个双极性或场效应功率晶体管(FET)在其线性模式中运作。这样,晶体管起的作用就是一个与输出负载相串联的可变电阻器。从概念上说,如需构建反馈环路,可由一个误差放大器利用一个采样电阻器网络(RA和RB)来检测DC输出电压,然后将反馈电压VFB与一个基准电压VREF进行比较。误差放大器输出电压通过一个电流放大器驱动串联功率晶体管的基极。当输入VBUS电压下降或负载电流增大时,VCC输出电压下降。反馈电压VFB也将下降。因此,反馈误差放大器和电流放大器产生更多的电流并输入晶体管Q1的基极。这将减小电压降 VCE,因而使VCC输出电压恢复,这样一来VFB=VREF.另一方面,如果VCC输出电压上升,则负反馈电路采取相似的方式增加VCE以确保3.3V 输出的准确调节。总之,VO的任何变化都被线性稳压器晶体管的VCE电压所消减。所以,输出电压VCC始终恒定并处于良好调节状态。

          线性稳压器两端的电容容量选择及作用

            线性稳压器的特点/作用

            电容是没有稳压功能的!它在电源滤波电路里所起到的作用是蓄能提升直流电压有效值和滤除残余交流成分!与稳压是两个概念 !稳压是 由稳压管二极管或散极管及稳压集成电路电路来实现的 !

            有整流电路输出的并不是真正的直流电压而是由单方向半波组成的单向脉动电压!它不但有强度变化的跳跃!还包含了残余的交流及谐波成份!这样的直流电源是无法使精密的电子电路正常工作的!我们知道电容器的特性就是能容纳大量的电荷!而且还能释放!同时它又是交流电的放行者!我们把足够大容量的电容并接在整流输出的两端!它的充电蓄能作用就有了用??!它首先是把输出端的单向波脉动电压高充低放地拉到一个近似于平滑的电压值!同时也增强了电源输出的电流负荷性能!再者就是它还能将电源里残余的交流及谐波成份回路入地!这就是电容在电源滤波里的作用!

              稳压器的抗短路能力包括承受短路的耐热能力和承受短路的动稳定能力两个方面。

            压差和接地电流值定了后就可确定稳压器适用的设备类型。五大主流线性稳压器每个都具有不同的旁路元件(passelement和独特性能,电压差和接地电流值主要由线性稳压器的旁路元件(passelement确定。分别适合不同的设备使用。

            即使没有输出电容也相当稳定,它比较适合电压差较高的设备使用,规范NPN稳压器的优点是具有约等于PNP晶体管基极电流的稳定接地电流。但较高的压差使得这种稳压器不适合许多嵌入式 设备使用。

            NPN旁路晶体管稳压器是一种不错的选择,对于嵌入式应用而言,因为它压差小,容易使用。不过这种稳压器仍不适合具有很低压差要求的电池供电设备使用,因为它压差不够低。高增益NPN旁路管可使接地电流稳定在几个毫安,而且它公共发射极结构具有很低的输出阻抗。

            其中的旁路元件就是PNP晶体管。输入输出压差一般在0.30.7V之间。因为压差低,PNP旁路晶体管是一种低压差稳压器。因此这种PNP旁路晶体管稳压器非常适合电池供电的嵌入式设备使用。不过它大接地电流会缩短电池的寿另外,PNP晶体管增益较低,会形成数毫安的不稳定接地电流。因为采用公共发射极结构,因此它输出阻抗比较高,这意味着需要外接特定范围容量和等效串联电阻(ESR电容才干够稳定工作。

            稳压器LM7815两端的电容容量的选择

            电子爱好者常用78xx稳压器制作稳压电源。在用78xx制作输出电压固定的稳压电源时,都要用到输入滤波电容C1和输出滤波电容C2,那么C1和C2的容量应如何选择呢?在选用滤波电容C1和C2时,如果C1和C2的容量选择过大,一方面,会增加稳压电源的造价;另一方面,在电源开机的瞬间,由于电容的容量过大,充电电流也会很大,带来很大的冲击电流。实验表明:电容的滤波能力并不随电容容量的增大而线性增大,当滤波电容的容量增大到一定值时,再增大滤波电容的容量,电容的滤波能力增加也极小。

            如果C1和C2的容最选择过小,电源输出电压的纹波较大,那么,在用78xx制作输出电压固定的稳压电源时,输入滤波电容和输出滤波电容应该选择多大的容量呢?经过多次实验总结出附表所示的数据,供广大的电子爱好者参考。

            输入滤波电容C1的容量都比输出滤波电容C2的容最大,C1比C2大的好处是,当附图中A点和B点同时断开时,由于C1的容量大于C2的容量,这样就避免了C2对78xx进行反向充电,对78xx有一定的?;ぷ饔?。

            没有特定的容量大小的,应取决于负载。

            一般最起码输入端、输出端都得有0.1μF的滤波电容。实际则要根据负载大小、工作频率、纹波要求来计算和选取。

            另外7815的输入电压一般是DC35V,有些高压型号有50V以上的,但是肯定没法直接接220整流后的输出?;剐枰幸患督笛沟?,一般是通过变压器将220VAC降为十几VAC,再进行整流。

            整流管注意电流足够、电压能顶住、发热能承受。

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          发表于 2012-05-02 17:33 ? 270次阅读
          美信MAX15104低压线性稳压器

          TEN-POWER推出超宽压非隔离开关稳压器LM...

          广州腾霄电子有限公司推出LM78HXX-500系列SIP封装的非隔离开关稳压器,引脚定义完全兼容传统...

          发表于 2012-04-23 17:07 ? 465次阅读
          TEN-POWER推出超宽压非隔离开关稳压器LM...

          常用线性稳压器的技术分析

          电压差和接地电流值主要由线性稳压器的旁路元件(pass element)确定,电压差和接地电流值定了...

          发表于 2012-02-15 09:36 ? 722次阅读
          常用线性稳压器的技术分析

          线性稳压器的短路?;さ缏?/a>

          高可靠性的线性稳压器通常需要有限流?;さ缏?,在限流型?;さ缏返幕∩?,设计改进了一个短路?;さ缏?,确...

          发表于 2012-02-15 09:33 ? 2596次阅读
          线性稳压器的短路?;さ缏? /></a>
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          MAX8532低噪声、低压差、200mA线性稳压...

          MAX8532采用微型UCSP封装,提供低压差和超低功率稳压等优点,尤其适合于空间受限的手持设备

          发表于 2012-02-14 10:02 ? 389次阅读
          MAX8532低噪声、低压差、200mA线性稳压...

          MAX6791–MAX6796超低静态电流单路/...

          MAX6791–MAX6796超低静态电流单路/双路输出线性稳压器适用于汽车应用。这些器件支持较宽的...

          发表于 2012-02-02 11:36 ? 272次阅读
          MAX6791–MAX6796超低静态电流单路/...

          几种线性稳压器的技术分析

          每种线性稳压器都有各自的优缺点,最终得由设计师根据压差、接地电流和稳定性补偿方法等要求,确定某种类型...

          发表于 2012-01-06 15:27 ? 410次阅读
          几种线性稳压器的技术分析

          MAX1792 500MA,低压差线性稳压器

          MAX1792低压差线性稳压器,从+2.5 V的运作至+5.5 V电源,并提供了保证500mA的负载...

          发表于 2011-12-19 11:25 ? 803次阅读
          MAX1792 500MA,低压差线性稳压器

          五大类线性稳压器的技术分析

          每种线性稳压器都有各自的优缺点,最终得由设计师根据压差、接地电流和稳定性补偿方法等要求,确定某种类型...

          发表于 2011-11-28 10:26 ? 400次阅读
          五大类线性稳压器的技术分析

          为精密模拟电路设计超低噪声正负电源

          当今的一些高精密模拟系统需要低噪声正负电压轨来为精密模拟电路供电,这些电路包括模数转换器 (ADC)...

          发表于 2011-11-04 10:51 ? 503次阅读
          为精密模拟电路设计超低噪声正负电源

          MAX15103小型低压差线性稳压器概述

          MAX15103是一种小型,低压差线性稳压器,网络,数据通信和服务器应用程序进行了优化

          发表于 2011-10-11 11:12 ? 284次阅读
          MAX15103小型低压差线性稳压器概述

          基于三输出稳压器的汽车电池电源解决方案

          面向汽车应用的DC/DC转换器必须在极端环境中工作,输入瞬态可能超过标称电池电压5倍,并持续数百毫秒...

          发表于 2011-10-10 10:53 ? 1209次阅读
          基于三输出稳压器的汽车电池电源解决方案

          MAX4834/MAX4835系列低压差线性稳压...

          MAX4834/MAX4835系列是低压差线性稳压器(LDO),具有精确的限流开关,以及集成的/FL...

          发表于 2011-09-28 10:49 ? 392次阅读
          MAX4834/MAX4835系列低压差线性稳压...

          MAX8510/MAX8511/MAX8512超...

          MAX8510/MAX8511/MAX8512超低噪声、低压差(LDO)线性稳压器,可提供120mA...

          发表于 2011-09-27 11:14 ? 664次阅读
          MAX8510/MAX8511/MAX8512超...

          高性能片内集成CMOS线性稳压器设计

          要满足常规线性稳压器的稳定性要求,通常需要一个微法量级的片外电容。而较大的微法级电容在现今设计工艺下...

          发表于 2011-09-19 11:46 ? 499次阅读
          高性能片内集成CMOS线性稳压器设计

          低压差线性稳压器(LDO)的压差和功耗

          低压差线性稳压器(LDO)的结构主要包括启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放...

          发表于 2011-09-17 02:01 ? 277次阅读
          低压差线性稳压器(LDO)的压差和功耗

          安森美半导体推出LDO及超低压降线性稳压器

          安森美半导体(ON Semiconductor)推出5款新的低压降(LDO)及超低压降线性稳压器,用...

          发表于 2011-07-22 08:55 ? 384次阅读
          安森美半导体推出LDO及超低压降线性稳压器

          Linear推出1.5A负低压差线性稳压器LT3...

          凌力尔特公司 (Linear Technology Corporation) 推出1.5A 负低压差...

          发表于 2011-06-22 08:56 ? 366次阅读
          Linear推出1.5A负低压差线性稳压器LT3...

          安森美推出超小封装低压降(LDO)线性稳压器

          安森美半导体推出五款超小封装的低压降(LDO)线性稳压器,扩充用于智慧型手机及其它可携式电子应用的现...

          发表于 2011-06-13 08:43 ? 583次阅读
          安森美推出超小封装低压降(LDO)线性稳压器

          MAX8863T/S/R和MAX8864T/S/...

          MAX8863T/S/R和MAX8864T/S/R低压差线性稳压器工作于+2.5 V至+6.5 V输...

          发表于 2011-06-02 11:44 ? 297次阅读
          MAX8863T/S/R和MAX8864T/S/...

          安森美推出含超小XDFN封装器件的新LDO线性稳...

          安森美半导体公司广受欢迎的NCP58x系列也增加新器件,进一步增强了公司在此领域的强劲实力。

          发表于 2011-03-19 13:05 ? 555次阅读
          安森美推出含超小XDFN封装器件的新LDO线性稳...

          MAX8869 低压差、线性稳压器

          MAX8869低压差线性稳压器工作于+2.7 V至+5.5 V输入,并提供1A负载保证与低200mV...

          发表于 2011-03-18 11:52 ? 597次阅读
          MAX8869 低压差、线性稳压器

          MAX6469–MAX6484 低压差线性稳压器

           MAX6469–MAX6484是低压差线性稳压器,具有完全集成的微处理器复位电路。它们均具有+1....

          发表于 2011-03-18 11:27 ? 483次阅读
          MAX6469–MAX6484 低压差线性稳压器

          Diodes推出低压差和低静态电流的全新线性稳压...

          Diodes公司推出具有低压差和低静态电流的全新线性稳压器,AP7312和AP7332两款稳压器集成...

          发表于 2011-02-15 09:17 ? 344次阅读
          Diodes推出低压差和低静态电流的全新线性稳压...

          ADI发表低静态电流低压降线性稳压器(LDO)A...

          ADI美商亚德诺公司,日前发表两款低静态电流低压降线性稳压器(LDO),能够提供杰出的电源抑制性能,...

          发表于 2011-02-12 08:59 ? 390次阅读
          ADI发表低静态电流低压降线性稳压器(LDO)A...

          Diodes推出新型低压差线性稳压器 AP733...

            Diodes公司推出两款新型低压差线性稳压器 (LDO),其额定工业温度为摄氏-40度至+85度...

          发表于 2010-12-09 09:12 ? 235次阅读
          Diodes推出新型低压差线性稳压器 AP733...

          低压差线性稳压器(LDO)在开关电源中的应用

            LDO简介   LDO是一种微功耗的低压差线性稳压器,

          发表于 2010-11-18 11:07 ? 210次阅读
          低压差线性稳压器(LDO)在开关电源中的应用

          基于高性能LDO线性稳压器的设计

            O 引言   电源管理系统己成为当前集成电路产业发展中的一个热点,也是一个必不可缺的技...

          发表于 2010-10-28 15:31 ? 229次阅读
          基于高性能LDO线性稳压器的设计

          超低压差线性稳压器的拓扑架构

            近年来,低压差稳压器(LDO)在各类电子设备,尤其是对电

          发表于 2010-10-10 17:52 ? 249次阅读
          超低压差线性稳压器的拓扑架构

          低压差电压 (VLDOTM) 线性稳压器LT30...

            描述   LT®3022 是一款非常低压差电压 (VLDOTM) 线性稳压器,采用低至...

          发表于 2010-09-10 11:19 ? 295次阅读
          低压差电压 (VLDOTM) 线性稳压器LT30...

          线性稳压器的工作原理及应用

            第一个需要考虑的因素便是确定预期输出电压。最为简单的线性稳压器拥有一个固定的输出电压范围,其由和...

          发表于 2010-08-14 09:26 ? 2895次阅读
          线性稳压器的工作原理及应用

          低压差线性稳压器的主要参数

          1.输出电压(Output Voltage)输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数,也是电子设备设计...

          发表于 2010-06-05 17:13 ? 943次阅读
          低压差线性稳压器的主要参数

          安森美推出5款新的CMOS线性稳压器NCP69x...

          安森美推出5款新的CMOS线性稳压器NCP69x系列产品 安森美半导体(ON Semiconduc...

          发表于 2010-03-29 10:12 ? 233次阅读
          安森美推出5款新的CMOS线性稳压器NCP69x...

          线性稳压器,线性稳压器的结构原理是什么?

          线性稳压器,线性稳压器的结构原理是什么? 稳压器的一般原理 稳压器,顾名思义,就是使输出电压稳定...

          发表于 2010-03-23 13:33 ? 1132次阅读
          线性稳压器,线性稳压器的结构原理是什么?

          MAX8794 低电压、DDR线性稳压器

          MAX8794 低电压、DDR线性稳压器 MAX8794 DDR线性稳压器使用内置n沟道MOSFE...

          发表于 2010-03-18 09:18 ? 224次阅读
          MAX8794 低电压、DDR线性稳压器

          低噪声四路输出线性稳压器

          低噪声四路输出线性稳压器     日前,Hittite Microwave公司...

          发表于 2010-02-04 11:12 ? 220次阅读
          低噪声四路输出线性稳压器

          MAX15006, MAX15007 超低静态电...

          MAX15006, MAX15007 超低静态电流线性稳压器,6引脚TDFN/8引脚SO封装 概...

          发表于 2009-12-10 12:55 ? 277次阅读
          MAX15006, MAX15007 超低静态电...
          2019年新103期梦解诗句大全