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电源专题讨论电源专题讨论 电源模块一般可以分为两大类,一类是线性调整电源模块(linear regulator) ,这其中包 括我们现在常用的 LDO(Low Dropout LDO Linear Regulator,即低压差线性调整器) ,如 APL1117 等。 另一类是开关电源, 目前我们常用的有 AMC34063、 LM1575 等, 而 AMC34063 由于价格便宜,开关峰值电流达 1.5A,电路简单,效率满足一般要求,所以得到广泛使用。 一、 线性调整电源一、 线性调整电源 1、线性调整电源的基本原理 线性调整电源又有串联调整型和并联调整型两种, 并联调整型电源对瞬变的负载电流支 持较好,但它的功耗更大,成本也更高,通常用于高档音响功放前级等场合。我们目前所用 的线性调整电源基本上属于串连调整型, 没有特别说明, 以下所说的线性调整电源指串联型 线性调整电源。 串连调整型电源一般由 调整管、 参考电压源、 取样电路、 误差放大电路、 保护电路 (过 热保护、SOA(安全操作范围)保护)等构成。如下图 图 1 线性调整电源内部结构 上图是 7805 的内部结构框图,启动电路用于减缓启动时参考电压的上升沿,使得启动 的时候,输出电压不会有超调;恒流源用于产生一个电压值比较稳定的参考电压;参考电压 用于提供一个电压的基准,它的稳定程度常常决定线性调整电源的性能;SOA 保护和过热 保护可以避免电路工作在过压、过流、过热状态下;误差放大是一个线性的放大器,它将取 样电压和参考电压的差值进行放大, 放大的输出用于控制调整管的导通程度, 从而控制输出 电压的大小。 调整管、误差放大器和取样电路间形成了一个闭环负反馈,通过不断的调整,最终使得 取样电压和参考电压相差无几,从而达到稳定输出电压的目的。 其它的三端线性调整器件的内部结构基本上也是这样的。 2、线性调整电源的典型应用 a) 普通用途 图 2 一般用途 图 2 是大多数情况下电路的连接方法,输入输出电容的典型值分别为 0.33uf 和 0.1uf, 这两个电容要分别靠近输入端和输出端。 当供电的线路距离较长时, Ci可以防止电路出现振 荡,通常不需要太大。Co用于改善输出的瞬态特性,需要根据负载电流的频率进行选择, 使电容在负载电流某一频率处呈现最低阻抗,一般也不大。 b) 扩展输出电压 图 3 扩展输出电压 如图 3,当满足 IQ Vxx/R1这个条件时,VoVxx*R1R2/R2。对于这种应用,如果 IQ 和△IQ都很小,则 IQ Vxx/R1这个条件就比较容易满足。而可调型的线性调整器就具有这 样的特性,如 LM 317、APL1117-ADJ。 c) 用作恒流源 图 4 恒流源 电路如图 4 所示, IoIQVxx/R1, 使 IQ Vxx/R1, 则 Io Vxx/R1。 注意必须满足 IQ f 式中Cc箝位电容 Vclamp箝位电压 △Vclamp箝位电容上的脉动电压 Rc箝位电阻 fs变换器的工作频率 3、变压器的设计 变压器一般由供应商进行设计,但一般我们要提供一些参数,这些参数包括输入电压 (直流) 、开关频率、负载平均电流、原副边匝数比。 如果有能力,也可以自行设计,需要厂家提供有关磁心的资料,参考开关电源的原理 与设计,张占松 蔡宣三,电子工业出版社,1998-7 第一版。