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選擇正確的電源 IC

發(fā)布時(shí)間:2023-09-24 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】電源IC是電源設(shè)計(jì)中必不可少的部件。本教程將提供為給定應(yīng)用選擇適當(dāng) IC 的步驟。它區(qū)分了三種常見(jiàn)的由直流電壓供電的電源 IC:線性穩(wěn)壓器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和電荷泵。還提供了更的教程和主題的鏈接。


電源IC是電源設(shè)計(jì)中必不可少的部件。本教程將提供為給定應(yīng)用選擇適當(dāng) IC 的步驟。它區(qū)分了三種常見(jiàn)的由直流電壓供電的電源 IC:線性穩(wěn)壓器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和電荷泵。還提供了更的教程和主題的鏈接。

為什么選擇電源 IC?

大多數(shù)電源 IC 的主要目的是調(diào)節(jié)。這些器件采用未穩(wěn)壓的輸入電壓并提供穩(wěn)壓的輸出電壓。簡(jiǎn)單地說(shuō),這些 IC 提供的輸出電壓在輸入電壓或輸出電流變化的情況下仍保持穩(wěn)定。這就是線性穩(wěn)壓器和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器名稱的由來(lái)。這個(gè)簡(jiǎn)單定義的例外是電荷泵。根據(jù)具體器件的不同,電荷泵的輸出可以是穩(wěn)壓的,也可以是非穩(wěn)壓的。

有時(shí),穩(wěn)壓器會(huì)根據(jù)穩(wěn)壓輸入電壓產(chǎn)生穩(wěn)壓輸出電壓。在這種情況下,穩(wěn)壓器的功能是將輸入電壓更改為另一個(gè)電壓電平,而不一定提高電壓調(diào)節(jié)能力。

您可能會(huì)想在沒(méi)有穩(wěn)壓器的情況下為電路供電。事實(shí)上,在某些情況下你可以成功地做到這一點(diǎn)。例如,您可以直接用電池為便攜式設(shè)備供電。但這種方法通常會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。便攜式設(shè)備內(nèi)的電路通常僅在某個(gè)較窄的電壓范圍內(nèi)才能正常工作。對(duì)于微處理器和存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)尤其如此,特別是在需要高速的情況下。對(duì)于微處理器、存儲(chǔ)器和許多其他類(lèi)型的電路來(lái)說(shuō),電池工作的電壓范圍可能超出可接受的水平。因此,添加穩(wěn)壓器可確保您的電路接收適當(dāng)?shù)碾妷骸?br style="padding: 0px; margin: 0px auto;"/>
如果不使用調(diào)節(jié)器,電池的內(nèi)阻也會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。出現(xiàn)這種困難是因?yàn)楸銛y式設(shè)備內(nèi)的電路通常需要不同水平的電源電流。當(dāng)從電池汲取時(shí),這種變化的電流會(huì)由于電池的內(nèi)阻而產(chǎn)生變化的電池電壓。電路的某些部分可能會(huì)“抵制”電池電壓的這些變化,因?yàn)殡娐返母鱾€(gè)組件的 PSRR(電源抑制比)可能不足以抑制這些電壓變化。為了解決這個(gè)問(wèn)題,盡管負(fù)載電流不斷變化,穩(wěn)壓器仍能保持穩(wěn)定的輸出電壓。穩(wěn)壓器提供這種穩(wěn)定的電壓,因?yàn)槠溆性措娐繁3值妮敵鲭娮杳黠@低于電池的串聯(lián)電阻。

盡管輸入電壓或輸出電流變化,但任何不使用穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)嘗試都挑戰(zhàn)了穩(wěn)壓器提供穩(wěn)定電壓的必要性。但還有更多需要考慮的事情。在大多數(shù)情況下,開(kāi)關(guān)和線性穩(wěn)壓器(與穩(wěn)壓和非穩(wěn)壓電荷泵一樣)還有一個(gè)額外的用途:它們產(chǎn)生的電壓與為其供電的電壓大小不同。這解釋了 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的名稱。從技術(shù)上講,這里討論的所有三種類(lèi)型的電源IC(例如線性穩(wěn)壓器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和電荷泵)都是DC-DC轉(zhuǎn)換器,但是,該術(shù)語(yǔ)通常是為開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器保留的。

線性穩(wěn)壓器在轉(zhuǎn)換電壓電平時(shí)受到一定限制,只能產(chǎn)生低于其供電電壓的電壓。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的用途更加廣泛,可以升壓(升壓)、降壓(降壓)或反轉(zhuǎn)(改變極性)其電源電壓。電荷泵執(zhí)行這三種相同的操作,但輸出電流能力有限。

選擇正確的電源 IC


該變壓器耦合開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器電路將輸入電壓與輸出電壓隔離。

電源 IC 產(chǎn)生的電壓與饋入其的電壓大小不同,這一想法也有例外。這種例外情況常見(jiàn)于變壓器耦合轉(zhuǎn)換器。輸出電壓等于輸入電壓的變壓器耦合轉(zhuǎn)換器并不罕見(jiàn)。請(qǐng)參見(jiàn)圖 1。在大多數(shù)情況下,以這種方式配置的轉(zhuǎn)換器的目的是提供隔離,從而防止提供給轉(zhuǎn)換器的輸入電壓與轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的輸出電壓之間出現(xiàn)直流連接。請(qǐng)參見(jiàn)圖 2。出于安全原因,通常使用隔離。例如,通過(guò)電極連接到患者的電路的電源與壁式插座的電源隔離,以防止電擊風(fēng)險(xiǎn)。但您并不需要去醫(yī)院才需要隔離。


  選擇正確的電源 IC


電路具有隔離的 5V 至 5V、400mA 電源。

電荷泵

電荷泵構(gòu)成了本文討論的不為人所知的電源 IC 類(lèi)別。這些器件執(zhí)行與開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器相同的功能,但沒(méi)有電感器。相反,電荷泵使用電容器來(lái)降低、反轉(zhuǎn)或升高為其供電的電壓。


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