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如何選擇線(xiàn)性穩壓器與開(kāi)關(guān)穩壓器? |
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文章來(lái)源:永阜康科技 更新時(shí)間:2024/1/17 9:51:00 |
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隨著(zhù)電子技術(shù)的高速發(fā)展,電子設備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切,且電子設備都離不開(kāi)可靠的電源。而我們常見(jiàn)的電源產(chǎn)品基本上分為線(xiàn)性電源與開(kāi)關(guān)電源兩大類(lèi)。這兩類(lèi)電源分別有什么特點(diǎn)呢?另外廣大工程師在設計電源方案時(shí),應該選用哪類(lèi)電源呢?通過(guò)閱讀下文,可以輕松得到答案。
電源類(lèi)型
首先我們來(lái)了解何為線(xiàn)性電源,何為開(kāi)關(guān)電源;從字面意思可以理解為:使用線(xiàn)性穩壓器制作的電源系統便是線(xiàn)性電源,使用開(kāi)關(guān)穩壓器制作的電源,便是開(kāi)關(guān)電源。接下來(lái)我們介紹線(xiàn)性穩壓器與開(kāi)關(guān)穩壓器。
線(xiàn)性穩壓器
線(xiàn)性穩壓器,是我們常說(shuō)的 LDO,其傳輸器件工作在線(xiàn)性區,說(shuō)白了就是電阻分壓,只能用于降壓變換,輸出電流幾乎等于輸入電流,當輸入輸出壓差大時(shí),系統轉換效率較低。
開(kāi)關(guān)穩壓器
開(kāi)關(guān)穩壓器,利用功率管不斷的開(kāi)啟與關(guān)斷,配合儲能元器件(電感、電容)來(lái)實(shí)現能量的傳輸與變換,實(shí)現電壓的變換。根據系統電路中器件的連接方式不同,可以實(shí)現直流升壓、降壓、負壓、升降壓等變換。理想狀態(tài)下,電感、電容不會(huì )有能量損耗,所以系統轉換效率相對較高。
選型依據
如何針對方案要求,正確的選取電源類(lèi)型仍是有一定難度;接下來(lái)我們通過(guò)兩個(gè)事例來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明。
事例 1.方案要求為輸入 12V,輸出 5V/2A。
前面提到,當輸入輸出壓差比較大時(shí),線(xiàn)性電源由于其工作特性決定其轉換效率比較低;使用線(xiàn)性電源,其最大轉換效率為 5/12*100% = 41.67%,系統的整個(gè)損耗為(12-5)V*2A=14W ;而使用開(kāi)關(guān)電源,其轉換效率至少在 90%以上,系統的輸入功率為 10W/0.9=11.1W,則損耗的功率為 11.1-10=1.1W。輸出同樣的功率,二者的損耗相差超過(guò) 12 倍,若使用線(xiàn)性電源,需要非常大的輔助散熱器件,顯然此方案選用開(kāi)關(guān)電源最合適。
事例 2.方案要求為輸入 4.5V,輸出 3.3V/0.1A。
此方案,輸入輸出壓差低,輸出功率小,使用線(xiàn)性電源時(shí)其轉換效率在 3.3/4.5*100%=73.3%,系統的整個(gè)損耗為(4.5-3.3)V*0.1A=0.12W;使用開(kāi)關(guān)電源效率會(huì )在 85%以上,損耗在 0.06W 左右。0.12W 的損耗是可以接受的,再考慮到開(kāi)關(guān)電源系統成本高,系統復雜,此方案選用線(xiàn)性電源最合適。
總結
電源類(lèi)型的選取,首先以性能為準則,性能滿(mǎn)足要求后,才會(huì )去考慮成本要求;下面總結一下線(xiàn)性電源與開(kāi)關(guān)電源優(yōu)缺點(diǎn)。
線(xiàn)性電源優(yōu)點(diǎn):輸出電壓純凈、紋波小、噪聲低、使用簡(jiǎn)單;缺點(diǎn):只能實(shí)現降壓輸出,且輸入輸出壓差大時(shí),轉換效率低。
開(kāi)關(guān)電源
優(yōu)點(diǎn):效率高、體積小、功率密度大,可以實(shí)現多種電源變換;缺點(diǎn):由于功率管開(kāi)關(guān)和儲能器件的電磁變換,輸出電壓紋波和噪聲相對偏大,同時(shí)產(chǎn)生電磁騷擾,系統成本相對較高。
二者各有優(yōu)缺點(diǎn),在低壓差,小功率場(chǎng)合可以?xún)?yōu)選線(xiàn)性電源;在大壓差,高功率場(chǎng)合,選用開(kāi)關(guān)電源較合適,對一些輸入輸出電壓差比較大,且對電源輸出電壓紋波敏感的場(chǎng)合,可以考慮先使用開(kāi)關(guān)電源將輸入電壓適當降低,在配合LDO給后級提供純凈的電壓。 |
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產(chǎn)品型號 |
功能介紹 |
兼容型號 |
封裝形式 |
工作電壓 |
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HT7702 |
2A降壓,內置150mΩ和100mΩ功率管;
輸入電壓范圍:2.5V~5.5V;
輸出電壓范圍:0.6V~VIN ;
輕載下具有節能高效率;
支持100%占空比低壓降 ;
30uA靜態(tài)電流 ;
1.5MHz典型開(kāi)關(guān)頻率 |
TLV62568/TLV62569/SY8088/SY8089/LC2201/LP3219/LN3436/JW5223 |
SOT23-5 |
2.5-5.5V |
2.5~5.5V輸入,2A同步降壓變換器 |
HT78621 |
HT78621是一款高壓降壓開(kāi)關(guān)穩壓器,寬輸入電壓: 5V–60V ;可向負載提供高達2A的連續電流。 |
ESOP-8 |
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5V-60V |
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HT7713 |
HT7713是一款3A降壓轉換器,具有最少的外部元件和低關(guān)斷電流;輸入電壓范圍:4.5V~18V ;輸出電壓范圍:0.6V~9V |
TPS563240/MP1471/SCT2230/SY9135 |
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4.5V-18V |
4.5V-18V輸入,3A同步降壓變換器 |
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