各種電源特性選擇原則

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1、各種電源特性選擇原則電源是電子產(chǎn)品中一個組成部分，為了使電路性能穩(wěn)定，往往還需要穩(wěn)定電源。便攜式電子產(chǎn)品采用電池供電，如何使穩(wěn)壓電源部分性能滿足電路的要求、耗電?。苎娱L電池的壽命）、安全性好、占空間小、重量輕是設(shè)計便攜式電子產(chǎn)品中一個重要任務(wù)。　　近年來，各種便攜式電子產(chǎn)品發(fā)展迅猛，特別是手持式計算機、移動通信裝置、視頻或音頻產(chǎn)品、照相機、醫(yī)療儀器及測試儀器等發(fā)展更為神速，因此各半導體器件廠紛紛開發(fā)出各種適合便攜式電子產(chǎn)品要求的新型電源IC，并給出各種典型應(yīng)用電路，使電源設(shè)計工作變得較為簡單，即電源設(shè)計工作是根據(jù)產(chǎn)品的要求來選擇合適的電源IC。為了合理地選擇電源IC，首先要了解各種電源I

2、C及其特點。?　　電源的分類及特點?　　根據(jù)不同的工作原理可將電源分成三類：線性穩(wěn)壓電源、開關(guān)穩(wěn)壓電源及電荷泵電源。它們各自都有一定的特點及適用范圍，這里分別作一簡介。?　　線性穩(wěn)壓電源?　　線性穩(wěn)壓電源是因其內(nèi)部調(diào)整管工作在線性范圍而得名。一般認為線性穩(wěn)壓電源的輸入電壓與輸出電壓之間的電壓差（一般稱為壓差）大，調(diào)整管上的損耗大，效率低。但近年來開發(fā)出各種低壓差（LDO）的新型線性穩(wěn)壓器IC，一般可達到達輸出100mA電流時，其壓差在100mV左右的水平（甚至于到70-80mv的水平），某些小電流的低壓差線性穩(wěn)壓器其壓差僅幾十毫伏。這樣，調(diào)整管的損耗較小，效率也有較大的提高，因此可延長電池

3、的壽命。另外，線性穩(wěn)壓電源外圍元件最少、輸出噪聲最小、靜態(tài)電流最小，價格也便宜。?　　開關(guān)穩(wěn)壓電源?　　在便攜式電子產(chǎn)品中，開關(guān)穩(wěn)壓電源主要指DC/DC變換器。由于器件中有一個工作在開關(guān)狀態(tài)的晶體管（一般是MOSFET），故稱為開關(guān)電源。開關(guān)管工作于飽和導通及截止兩種狀態(tài)，所以開關(guān)管管耗小并且與輸入電壓大小無關(guān)，效率較高（一般可達80～95%）。?----DC/DC變換器IC可以組成升壓式（Vout>Vin）、降壓式（Vout----大多數(shù)便攜式電子產(chǎn)品的工作電流在300mA以下，所以很少用到降壓式DC/DC變換器。降壓式主要用于工作電流大于1A以上的場合，如筆記本式計算機等。?　　電壓反

4、轉(zhuǎn)式DC/DC變換器的特點是可以獲得負電壓，并且可獲得大于輸入電壓的負壓，即

5、-VOUT

6、>VIN。用電壓反轉(zhuǎn)器IC組成的負電壓可輸出較大的電流。便攜式電子產(chǎn)品中采用電荷泵電路來獲得負壓更為簡單，并且有帶線性穩(wěn)壓輸出的電荷泵IC，所以在便攜式產(chǎn)品中電壓反轉(zhuǎn)式DC/DC變換器也很少用。?　　電荷泵電源?　　關(guān)于電荷泵電源已在本刊2000年1期《電荷泵電壓反轉(zhuǎn)器滿足便攜式電子產(chǎn)品電源的需要》一文中介紹了，這里不再重復。?　　便攜式電源IC的特點?　　便攜式電源IC種類繁多，它們的共同特點有：?　　工作電壓低?　　一般便攜式的工作電壓為3.0～3.6V。有一些工作電壓更低，如2.0、2.5、2.

7、7V等；也有一些工作電壓為5V，還有少數(shù)12V或28V的特殊用途的電壓源。?工作電流不大?　　便攜式電子產(chǎn)品范圍極寬，從幾毫安到幾安都有，但大致可分為5類，如表1所示。?　　由于大多數(shù)便攜式電子產(chǎn)品的工作電流小于300mA，所以30～300mA的電源IC在品種?及數(shù)量上占較大的比例。?　　封裝尺寸小?　　近年來發(fā)展的便攜式產(chǎn)品都采用貼片式器件，電源IC也不例外，主要有SO封裝、SOT-23封裝，μMAX封裝及封裝尺寸最小的SC-70及最新的SMD封裝等，使電源占的空間越來越小。?完善的保護措施?　　新型電源IC有完善的保護措施，這包括：輸出過流限制、過熱保護、短路保護及電池極性接反保護，使

8、電源工作安全可靠，不易損壞。?　　耗電小及關(guān)閉電源功能?　　新型電源IC的靜態(tài)電流都較小，一般為幾十μA到幾百μA。個別微功耗的線性穩(wěn)壓器其靜態(tài)電流僅1.1μA。另外，不少電源IC有關(guān)閉電源控制端功能（用電平來控制），在關(guān)閉電源狀態(tài)時IC自身耗電在1μA左右。由于它可使一部分電路不工作，可大大節(jié)省電能。例如，在無線通信設(shè)備上，在發(fā)送狀態(tài)時可關(guān)閉接收電路；在未接收到信號時可關(guān)閉顯示電路等。?有電源工作狀態(tài)信號輸出不少便攜式電子產(chǎn)品中有單片機，在電源因過熱或電池低電壓而使輸出電壓下降一定百分數(shù)時，電源IC有一個電源工作狀態(tài)信號輸給單片機，使單片機復位。利用這個信號也可以做成電源工作狀態(tài)指示（當

9、電池低電壓時，有LED顯示）。?　　輸出電壓精度高?　　一般的輸出電壓精度為±2～4%之間，有不少新型電源IC的精度可達±0.5～±1%；并且輸出電壓溫度系數(shù)較小，一般為±0.3～±0.5mV/℃，而有一些可達到±0.1mV/℃的水平。線性調(diào)整率一般為0.05%～0.1%/V，有的可達0.01%/V；負載調(diào)整率一般為0.3～0.5%/mA，有的可達0.01%/mA。?　　新型組合式電源IC?　　升壓式DC/DC變換器的效