集成稳压电源的分类 admin 18/09/07
集成稳压电源的分类
目前国内外生产的集成稳压电源芯片多达上万种, 大致可分成线性电源和开关电、源两大类,集成稳压电源的分类及特点見表1-2-1
表1-2-1 集成稳压电源的分类及特点
线性稳压器因其内部调整管与负载相串联且调整管工作在线性工作区而得名, 又称作串联调整式集成稳压器,其优点是稳压性能好,输出纹波电压小,电路简单、成本低廉,主要缺点是调整管的压降较大, 功耗高,稳压电源的效率比较低,一般为15%左右,线性集成稳压器主要包括两种: 一种是采用NPN调整管的标准线性稳压器,亦称NPN型线性稳压器;另一种是采用PNP调整管的PNP型低压差线性稳压器(LDO), 此外还有准低压差线性稳压器(QIDO)和超低压差线性稳压器(VIDO),按照输出电压的特点来划分,又有固定输出、可调输出、正压输出、负压输出、多路输出(含跟踪式输出)等多种形式, 传统的标准线性稳压器的效率仅为45%左右,而LDO、 VLDO在低压输入时的效率可达80%~95 %。
开关电源被誉为高效节能电源, 它代表着稳压电源的发展方向,现已成为稳压电源的主流产品,开关电源内部的关键元器件工作在高频开关状态,本身消耗的能量很低,电源效率可达70%~90%,比标准线性电源提高近一倍, 开关电源集成电路主要包括以下4种:脉冲宽度调制(简称脉宽调制或 PWM)器、脉冲频率调制(简称脉频调制PFM)器、开关稳压器、单片开关电源。
从电路原理上划分, 稳压器可分成串联调整式线性稳压器、 并联调整式线性稳压器 和开关稳压器这三种美型,它们的等效电路分别如图1-2-1 (a)、(b)、(c)所示,图中的Rs代表线性稳压器内部调整管的等效电阻,S代表开关稳压器中的功率开关管。串联调整式线性稳压器的调整管与负载电阻RL相串联, 调整管工作在线性放大区, 其输出电压UO就等于输入电压UI减表-调整管的压降UD,显然,当UO(或UI)发生变化时,通过线性地调节调整管的压降,即可使UD保持稳定。
图1-2-1 三种稳压器的等效电路
并联调整式线性稳压器的调整管与负载电阻相并联, 这种稳压器的输出电压稳定度很高, 但输出电流很小, 一般只做基准电压源使用。
开关稳压器中的功率开关管能起到斩波作用,它在PWM控制器的控制下,可将直流输入电压变成占空比可调的高频矩形波, 再经过输出整流滤波器获得直流输出。
开关电源的分类
1.无工频变压器式开关电源
无工频变压器式开关电源是通过体积很小的高频变压器来代替笨重的工频变压器,实现与电网隔离的,由于开关电源内部器件工作在高频开关状态,因此本身消耗的能量很低,电源效率比普通线性电源提高近一倍。
2.开关稳压器
这是在20世纪80~90年代发展起来的一种开关式集成稳压器,它将PWM控制器、功率输出级、保护电路等集成在一个芯片中,稳压器效率可达90%以上,有的还能述续调节输出电压, 适合制造从几十瓦至几百瓦的开关电源。
3.单片开关电源
单片开关电源是将开关电源的主要电路(含高压功率开关管MOSFET、所需模拟及数字电路)都集成在芯片中, 能实现输出隔离、脉宽调制及多种保护功能,其集成度最高,单片开关电源通过输入整流滤波器适配85~265V、 47~l00Hz的交流电,因此它属于AC/DC电源变換器,单片开关电源集成电路自20世纪90年代中期同世以来便显示出强大的生命力, 它具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等优点,现已成为开发600W以下中、小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路, 单片开关电源的同世, 还为实现开关电源的优化设计创造了有利条件。