电源系统电路--低压差稳压器集成电路
发表时间: 2024-05-26 12:02:05 作者: 产品中心
在线性稳压器集成电路众多指标中有一个很重要的技术指标,就是线性稳压器的输入端与输出端之间的电压差,在低压供电、电池供电的电子电器中,线性稳压器的这一指标就显得更为重要。
线性稳压器的输入端与输出端之间的电压差,与流过线性稳压器的电流之积就是这一个线性稳压器的自身损耗。在低压供电、电池供电的电子电器中,为了更好的提高系统效率,降低自身的损耗,总是希望稳压器本身的电压降尽可能小一些。
输入电压端与输出电压端之差比较小的稳压器被称作低压差(LDO)稳压器。目前,在相关英文资料中常常把LDO 稳压器简写成LDO,把LDO 稳压器系列新产品缩写成LDOs。
低压差稳压器是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线×× 系列的集成电路都要求输入电压要比输出电压高出2 ~ 3V,甚至更高,否则就异常工作。但是在低压供电、电池供电的电子电器中,这样的条件显然是太苛刻了,许多情况下不足以满足这个条件,如5V 转3.3V,即将5V 直流电压转换成3.3V 直流电压,稳压器输入端与输出端的压差只有1.7V,普通的线性稳压器显然不能够满足条件,所以才有了低压差稳压器这类的电源转换集成电路。
低压差稳压器的主要优点是可最大限度地降低调整管压降,从而大大减小了输入、输出电压差,使稳压器能在输入电压略高于额定输出电压的条件下工作。
图3-113 所示是低压差稳压器集成电路内电路示意图。从电路中能够准确的看出,它主要由调整管VT1、比较电阻R1 和R2、比较放大器A1、基准电压电路等组成。
这一电路的稳压原理与普通的串联调整管电路相同,取样电阻R1 和R2 将输出端的直流输出电压分压后加到比较放大器A1 的同相输入端,当输出电压U_o大小变化时,加到比较放大器A1 同相端的直流电压大小也相应变化。比较放大器A1 的反相输入端接基准电压,基准电压是大小不变的直流电压。
当稳压电路输出端的直流电压升高时,经取样分压电路后的直流电压也在升高,即加到比较放大器A1 同相输入端的直流电压在升高,而比较放大器A1 的反相输入端直流电压不变,这时比较放大器A1 输出电流减小,使调整管VT1 基极电流减小,调整管VT1 集电极与发射极之间的电压降增大,从而使稳压器输出端直流电压减小,达到稳压的目的。
注意,输入电压U_i等于调整管VT1 集电极与发射极之间电压降加输出电压U_o。
同理,当输出端直流电压U_o下降时,通过取样电路、比较放大器A1、调整管VT1 使输出端直流电压升高,达到稳压目的。
供电过程中,输出电压校正连续进行,调整时间只受比较放大器和输出三极管回路反应速度的限制。
实际的低功率低压差稳压器集成电路还具有负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护功能等。
式中:U_o为稳压集成电路直流输出电压;U_{REF}为基准电压;R_1和R_2为取样电阻。
图3-114 所示是GM1117-3.3 固定型低压差稳压器集成电路典型应用电路。这种集成电路共有3 根引脚,分别是输入电压端③脚,输出电压端②脚和接地端①脚。不稳定的直流电压从③脚输入,这一输入电压要求大于4.75V,经过稳压器集成电路A1 的稳压,输出3.3V 稳定的直流电压。
图3-115 所示是GM1117-3.3 固定型低压差稳压器集成电路内电路,它的两只取样电阻R1和R2 内置在集成电路内部。
图3-116 所示是GM1117-ADJ 调节型低压差稳压器集成电路典型应用电路。这一电路与固定型电路的不同之处是将取样电阻R1 和R2设置在外电路中,这是两只精密电阻器。在R 1 = 133Ω、R 2 = 232Ω 时, 输出电压为3.45V。R1、R2 取值不同时,能够获得不同大小的输出电压。
图3-117 所示是GM1117-ADJ 调节型低压差稳压器集成电路内电路。从内电路中能够准确的看出,它没有取样电阻,取样电阻需要在外电路中设置,以方便调节输出电压大小。
调节型低压差稳压器能够改变输出电压大小的原理:通过改变取样电阻的阻值比大小,就能改变比较放大器输出大小,从而能够改变调整管电流的大小,这样就能改变调整管集电极与发射极之间的电压降,实现调节型低压差稳压器输出电压大小的调节。
图3-118 所示是GM1117 集成电路的几种实物示意图,它的各引脚分布规律为:型号面正对着自己,引脚朝下,此时从左向右依次为①、②和③脚。
图3-119 所示是MIC29712 调节型低压差稳压器集成电路。它有5 根引脚,其中①脚用于通/ 断的控制,当①脚为高电平时电路处于接通状态,稳压器有直流电压输出,若需要电路始终处于接通状态运用时,可将电路中的①脚和②脚在外电路中连接在一起。当①脚为低电平时,电路关断,稳压器无直流电压输出。
图3-120 所示是MIC29712 调节型低压差稳压器集成电路外形和引脚分布示意图。
图3-121 所示是MIC29712 调节型低压差稳压器集成电路典型应用电路(始终接通运用)。
图3-122 所示是采用两块MIC29712 低压差稳压器集成电路并联后构成的大电流输出稳压器电路。电路中,A1 和A2 为MIC29712 低压差稳压器集成电路,它们接成并联形式。在需要输出大电流时,能够使用这种并联运用的方式。
低压差稳压器集成电路除能够输出正极性直流电压的集成电路外,还有能够输出负极性直流电压的集成电路。图3-123 所示是LM2990低压差稳压器集成电路典型应用电路。从电路中能够准确的看出,它输出-Uo。这一电路的工作原理与正极性的低压差稳压器集成电路工作原理基本相同,只是要注意输入电压为负极性直流电压,同时输入端和输出端滤波电容的正极性引脚接地线 负电压输出低压差稳压器集成电路典型应用电路
图3-124LM2991 负电压输出可调节可关断低压差稳压器集成电路典型应用电路
当调节电路中可变电阻RP1 时,输出电压可以在-2 ~ -25V 范围内连续变化。
这一集成电路的②脚是控制端,②脚通过电阻R1 接在+5V 直流电压端,②脚与地之间接有通、断控制开关S1。当S1 在断开状态时,+5V 高电平通过R1 加到集成电路A1 的②脚上,使集成电路A1 关断,这时A1 无直流电压输出。
当开关S1 接通时,集成电路A1 的②脚上直流电压为0V,这时集成电路A1 可以输出负极性直流电压,通过S1 实现对集成电路A1 的通、断控制。此外,集成电路A1 的②脚还能接TTL 或是CMOS 电平进行遥控。
图3-126输出电压固定的低压差稳压器集成电路ADP7102 典型应用电路
图3-127输出电压可调的低压差稳压器集成电路ADP7102 典型应用电路
和U_{o2}是经过集成电路A1 稳定后得到的两个直流输出电压;C1 是输入端滤波电容,C2和C3 分别是两路输出端的滤波电容;GND 是接地端。EN1 是第一路控制端,当它为高电平时第一路有直流电压输出U_{o1 },当它为低电平时第一路无直流电压输出。EN2 是第二路控制端,当它为高电平时第二路有直流电压输出
,当它为低电平时第二路无直流电压输出。2.电路之二图3-130 所示是另一种形式的双路输出低压差稳压器集成电路(TQ6411), 它采用SOT23-5 封裝。这一集成电路的特点是输入直流电压有两个, 即
,与前面一种双路输出低压差稳压器集成电路不同。>
图3-130另一种形式的双路输出低压差稳压器集成电路
图3-135 所示是4 路输出低压差稳压器集成电路ADP5034 典型应用电路。这一集成电路内部设有两个DC/DC 变换器,用一个未稳定的直流输入电压,同时输出两路直流电压。集成电路内电路中还设置了两个独立的低压差稳压器电路,这样该集成电路可以同时输出4 路直流电压,且能轻松实现各路直流输出电压的关断和接通控制。
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