什么是開關(guān)穩(wěn)壓器?

  開關(guān)穩(wěn)壓器使用輸出級，重復(fù)切換“開”和“關(guān)”狀態(tài)，與能量存貯元件（電容器和感應(yīng)器）一起產(chǎn)生輸出電壓。它的穩(wěn)壓是根據(jù)輸出電壓的回饋來調(diào)整切換。在固定頻率的穩(wěn)壓器中，通過調(diào)整開關(guān)電壓的脈沖寬度 - 這就是所謂的 PWM 控制。在柙控振蕩器或脈沖模式穩(wěn)壓器中，開關(guān)脈沖的寬度和頻率保持?定，但是，輸出開關(guān)的“開”或“關(guān)”由反饋控制。
 

 

  根據(jù)開關(guān)和能量存貯部件的排列，產(chǎn)生的輸出電壓可以大于或小于輸入電壓，并且可以用一個穩(wěn)壓器產(chǎn)生多個輸出電壓。在大多數(shù)情況下，在同樣的輸入電壓和輸出電壓要求下，Buck（降壓）開關(guān)穩(wěn)壓器比線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換電源的效率更高。

 什么是 LDO（低壓降）穩(wěn)壓器?

  LDO 是一種線性穩(wěn)壓器。線性穩(wěn)壓器使用在線性區(qū)內(nèi)工作的電晶體或 FET，從應(yīng)用的輸入電壓中減去超額的電壓，產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電壓。所謂壓降電壓，是指穩(wěn)壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內(nèi)所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。正電壓輸出的 LDO（低壓降）穩(wěn)壓器通常使用 PNP 功率電晶體（也稱為傳遞設(shè)備)。這種電晶體允許飽和，所以穩(wěn)壓器可以有一個非常低的壓降電壓，通常為200mV 左右；與之相比，使用 NPN 復(fù)合式電源電晶體的傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器的壓降為 2V 左右。負輸出 LDO 使用 NPN 作為它的傳遞設(shè)備，其運行模式與正輸出 LDO 的 PNP設(shè)備類似。

更新的設(shè)計使用 CMOS 功率電晶體，它能夠提供最低的壓降電壓。使用 CMOS，穩(wěn)壓器的唯一壓降是電源設(shè)備導通電阻而負載電流所阻造成的。如果負載較小，這種方式產(chǎn)生的壓降只有幾十毫伏。

 

  什么是開關(guān)電容轉(zhuǎn)換器?

  一個典型的開關(guān)電容器轉(zhuǎn)換器包括四個大型 MOS 開關(guān)，在有貿(mào)順序性的開關(guān)下產(chǎn)生所需的方向、加倍或減半輸入電源電壓。能量的傳遞與存貯由外部電容器提供。

  在開關(guān)周期的第一部分，輸入電壓作用于一個電容器（C1）。在開關(guān)周期的第二部分，電荷從 C1 傳送到第二個電容器 C2 上。最傳統(tǒng)的開關(guān)電容器轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造是一個反換流器，其中 C2 正端接地，其負端傳遞負電壓輸出。經(jīng)過幾個周期之后，跨在C2 的電壓將被施加到輸入電壓上。假設(shè) C2 上沒有負載、開關(guān)上沒有損耗并且在電容器中沒有等效電阻，則輸出電壓將正好是負的輸入電壓。在現(xiàn)實中，電荷傳送的效率（以及輸出電壓的精確性）取決于開關(guān)頻率、開關(guān)的電阻、電容器的值和電阻。一種類似的拓撲結(jié)構(gòu) -倍壓器使用相同的開關(guān)和電容器組，但更改了接地連接和輸入電壓。其他更復(fù)雜的變化使用額外開關(guān)和電容器實現(xiàn)輸入電壓與輸出電壓的其他變換比率，并且在一些情況下，使用專門的開關(guān)次序來產(chǎn)生分數(shù)關(guān)系（例如 3/2）。在最簡單的形式中，開關(guān)電容器轉(zhuǎn)換器是不具備穩(wěn)壓功能的。一些新的 National 半導體開關(guān)電容器轉(zhuǎn)換器具有自動調(diào)節(jié)的增益級以產(chǎn)生穩(wěn)壓的輸出；其他未有穩(wěn)壓輸出開關(guān)電容器轉(zhuǎn)換器則使用一個內(nèi)建的低壓降線性穩(wěn)壓器。

 什么是錯誤旗標?

  錯誤旗標是一個集極開路 (open-collector) 輸出，當輸出電壓低于額定輸出電壓 5%（典型的）時，它會發(fā)出一個信號。開始時，錯誤旗標為低 "Low"，直到輸出電壓達到額定輸出電壓的 95% 為止。在一些情況下，電源轉(zhuǎn)換中出現(xiàn)的錯誤旗標會有延遲。這個延遲是由外部電容器設(shè)定的，并可用作啟動-重置功能將微處理器重新開動。

如果顯示在狀態(tài)錯誤 "Error" 時，低輸出電壓將使得集極開路的輸出為高水平 "High"（旗標電晶體顯示 OFF）。當輸出電壓在額定電壓 5% 范圍以內(nèi)時，此旗標輸出為低水平 "Low"。

 什么是開/關(guān)或停機?

  “開/關(guān)”或“停機”功能使穩(wěn)壓器能夠在帶電的情況下打開或關(guān)閉。盡管在“關(guān)閉”或“停機”模式下，穩(wěn)壓器的供給電流因為輸出被禁用而降至一個較低的情況，但是內(nèi)部偏置電路仍處于運行狀態(tài)。當重新打開之后，穩(wěn)壓器將以比輸入電壓關(guān)閉又打開的情況下快得多的速度重新對輸出電壓進行穩(wěn)壓。如果顯示在“打開”的狀態(tài)，則穩(wěn)壓器將邏輯高電平啟動。否則，將被邏輯低電平啟動穩(wěn)壓器。

 什么是同步或頻率調(diào)整?

  在開關(guān)穩(wěn)壓器和開關(guān)電容器轉(zhuǎn)換器中，會使用一個內(nèi)部振蕩器來設(shè)定輸出電晶體的開關(guān)頻率。該開關(guān)頻率的值將決定轉(zhuǎn)換器中使用的某些外部元件，確定轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪音的頻率，并影響轉(zhuǎn)換器的性能。某些轉(zhuǎn)換器允許通過調(diào)整內(nèi)部震蕩器頻率（“頻率調(diào)整”）或?qū)⒄袷幤髋c外部訊號源 "同步" 來更改開關(guān)頻率。一般來說，通過提高開關(guān)頻率，可以在轉(zhuǎn)換器輸出級中使用較小的部件（電容器，電感器）。這可能會降低轉(zhuǎn)換器的效率，因為增加了開關(guān)損耗，除非同時使用更高質(zhì)量的元件。性能良好的高頻率的轉(zhuǎn)換器將比頻率較低的轉(zhuǎn)換器具有更快的暫態(tài)響應(yīng)。如果一個板上有數(shù)個轉(zhuǎn)換器，通常最好將它們同步到一個訊號源。這可以控制整個批量產(chǎn)生的噪音，并盡量減小可能產(chǎn)生的任何“敲擊頻率”"beat frequency"。這個問題對于高功率轉(zhuǎn)換器（例如 5W 或更高功率）通常很重要。在許多情況下，開關(guān)頻率只能較其預(yù)設(shè)值大。產(chǎn)品資料表將指出該功能的頻率范圍。

 

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