根據調整管的工作狀態,我們常把穩壓電源分成兩類:線性穩壓電源和開關穩壓電源。此外,還有一種使用穩壓管的小電源。這里說的線性穩壓電源,是指調整管工作在線性狀態下的直流穩壓電源。而在開關電源中則不一樣,開關管是工作在開、關兩種狀態下的。
簡單介紹下分類:
NPN穩壓管:內部用一個PNP管控制達林頓調整管。
LDO穩壓管:調整管是一個PNP管。
Squasi-LDO:調整管是由一個PNP管控制一個NPN管。
LDO(low dro output)低壓差線性穩壓器
LDO的工作原理是通過反饋調整MOSFET的Vsd壓降以使輸出電壓不變。輸出電壓紋波小,電流也較小,用于RF模塊或音頻模塊等對電壓要求高的電路。特點是成本低噪音小。缺點是效率低,輸出電流小,只能用在降壓的場合。必須要注意,為了達到穩定的回路就必須使用負反饋。
下面是LDO S-1167 Series的基本原理圖。
該電路主要是由串聯調整管、取樣電阻、比較放大器組成。取樣電壓加在比較放大器的同相輸入端,與加在反相輸入端的基準電壓Uref相比較,兩者的差值經放大器A放大后,控制串聯調整管的壓降,從而穩定輸出電壓。當輸出電壓Uout降低時,基準電壓與取樣電壓的差值增加,比較放大器輸出的驅動電流增加,串聯調整管壓降減小,從而使輸出電壓升高。相反,若輸出電壓Uout超過所需要的設定值,比較放大器輸出的前驅動電流減小,從而使輸出電壓降低。供電過程中,輸出電壓校正連續進行,調整時間只受比較放大器和串聯調整管回路反應速度的限制。環路內的負反饋總是強制比較放大器調節輸入兩端的電壓使其相等。
LDO的效率不高,下表是3.3v的LDO量得的數據。
在diag下效率為67.86%,在OS下效率為66.62%。輸入輸出電流基本相等,是因為輸入電流到輸出電流,經過PNP調整管,只在柵極消耗了一點。以S1167B33-I6T2G為例測得的輸入輸出曲線如下圖:
輸入端大于3.3V時,一直有恒定的3.3V輸出,大于2.8V小于3.3V時,輸入等于輸出,小于2.8V時,系統就不穩定了。把輸出端對地短路,并未出現大電流(0.02mA)。6.5V是spec中定義的,由于怕損傷器件,輸入并未超過6.5V測量。
穩壓管的另一個重要的指標就是穩定性,在我們的設計線路中常常看到在其輸出端會有大大小小的電容,其作用是什么呢?下面具體分析穩壓管的反饋及回路穩定性。
三中穩壓管:
1.NPN穩壓管