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为什么很多电路需要一个好的稳压器?
2024-01-04 来源:
771

电路需要稳定的电压,实际输入和输出电压往往是随机、不稳的,怎么办?一个稳压器搞定这种困难。

稳压器是被设计为自动保持恒定的电压电平的系统。稳压器可以使用简单的前馈设计,也可以包含负反馈。它可以使用机电机制或电子组件。根据设计,它可用于调节一个或多个交流或直流电压。在很多的电子产品中,我们都可以看到稳压器产品。



所谓稳压器,它其实就是一种使输出电压稳定的设备。稳压器IC就是使输出电压稳定,稳压器由调压电路、控制电路和伺服电机等组成。当输入电压或负载变化时,控制电路进行取样、比较、放大,然后驱动伺服电机转动,使调压器碳刷的位置改变,通过自动调整线圈匝数比,从而保持输出电压的稳定。


通常,一个开关电容式转换器包括四个大型 MOS 开关,其开关顺序为典型的开关、加倍或减半输入电源电压,能量的传递与存贮由外部电容器提供,这种产品广泛用于企纺织机械、印刷包装、石油化工、学校、商场、电梯、通信、医疗等领域。


一、稳压器的工作原理


稳压器通常利用相同的技术实现输出电压的稳定输出电压通过连接到误差放大器反相输入端的分压电阻采样,误差放大器的同相输入端连接到一个参考电压Vref。


稳压IC主要的应用范围:可擕式产品、MP3、MP4、PMP、数码相机、光电鼠标、LED灯、遥控玩具、电子辞典、复读机、无线耳机、无线鼠标键盘、血压计、医疗器械、汽车防盗器、LED手电筒、直流圣灯、太阳能草坪灯、充电器、键盘电动玩具类产品、LCM、接口转换器、仪表、闪灯、有时钟显示的产品控制电路。


稳压IC包含:DC/DC升压芯片5V、3V、3.3V、升压IC输出电压可调、LDO稳压6206系列、带使能端系列LDO,低电压检测复位IC、背光驱动芯片、LED驱动IC、MOS管等。


稳压器在很多电路中具有重要作用,包括启动电路、过热、过流、基准电压电路等。


二、常见电路


1.启动电路

在集成稳压器中,常常采用许多恒流源,当输入电压V1接通后,这些恒流源难以自行导通,以致输出电压较难建立。因此,必须用启动电路给恒流源的BJT T4、T5提供基极电流。启动电路由T1、T2、DZ1组成。当输入电压V1高于稳压管DZ1的稳定电压时,有电流通过T1、T2,使T3基极电位上升而导通,同时恒流源T4、T5也工作。T4的集电极电流通过DZ2以建立起正常工作电压,当DZ2达到和DZ1相等的稳压值,整个电路进入正常工作状态,电路启动完毕。与此同时,T2因发射结电压为零而截止,切断了启动电路与放大电路的联系,从而保证T2左边出现的纹波与噪声不致影响基准电压源。


2.减流式保护电路

减流式保护电路由T12、R11、R15、R14和DZ3、DZ4组成,R11为检流电阻。保护的目的主要是使调整管(主要是T11)能在安全区以内工作,特别要注意使它的功耗不超过额定值PCM。首先考虑一种简单的情况。假设图1中的DZ3、DZ4和R14不存在,R15两端短路。这时,如果稳压电路工作正常,即PC0.6V时,使T12管导通。由于它的分流作用,减小了T10的基极电流,从而限制了输出电流。这种简单限流保护电路的不足之处是只能将输出电流限制在额定值以内。由于调整管的耗散功率PCM=ICVCE,只有既考虑通过它的电流和它的管压降VCE值,又使PC(VZ3+ VZ4),则DZ3、DZ4击穿,导致T12管发射结承受正向电压而导通。


3.过热保护电路

电路由DZ2、T3、T14和T13组成。在常温时,R3上的压降仅为0.4V左右,T14、T13是截止的,对电路工作没有影响。当某种原因(过载或环境温升)使芯片温度上升到某一极限值时,R3上的压降随DZ2的工作电压升高而升高,而T14的发射结电压VBE14下降,导致T14导通,T13也随之导通。调整管T10的基极电流IB10被T13分流,输出电流IO下降,从而达到过热保护的目的。


4.基准电压电路

基准电压电路由T4、DZ2、T3、R1、R3及D1、D2组成,电路中的基准电压为式中VZ2为DZ2的稳定电压,VBE为T3、D1、D2发射结(D1、D2为由发射结构成的二极管)的正向电压值。在电路设计和工艺上使具有正温度系数的R1、R2、DZ2与具有负温度系数的T3、D1、D2发射结互相补偿,可使基准电压VREF基本上不随温度变化。同时,对稳压管DZ2采用恒流源供电,从而保证基准电压不受输入电压波动的影响。


三、合科泰稳压器产品



作为一家拥有三十余年经验的分立器件及IC厂商,合科泰的稳压器IC在市场上也是反响很不错的。合科泰生产的78L06输出电压6V,输出电流100mA,最大输入电压30V,静态电流3.9mA,耗散功率600mW。芯片内含过流、过热和过载保护电路。这款78L06采用SOT-89塑料封装,重约0.055克。SOT-89封装是电子行业中常见的元器件封装形式,它具有体积小、热性能好、电气性能优异等特点,该封装采用的是表面贴装技术,可以节约空间,还能提高晶体管的可靠性。


在电子设备中,78L06可以应用于供电敏感的嵌入式系统、模拟电路、射频模块和传感器等部件,它能够给电路提供稳定、低噪声的电源,确保设备正常运行和高质量的信号处理。LDO还可用于电池供电的移动设备,通过有效控制电压降低能量损耗,延长电池寿命。



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