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线性稳压器及其相对应的分类

发布时间:2013/7/28 17:02:48 访问次数:924

    总的来说,线性稳压器可以被分为高功率或者低功率、外部补偿或者内部补偿、高压差或者低压差几类,如图1.8所示。现在大多数使用的稳压器都是属于低功率类型。MBR6045WTPBF因为其效率上的优势,开关转换器仍然占据着较大的高功率市场份额,低功率的子系统则从与其串联的线性稳压器得到能量。虽然现在还不是十分流行,采用片内电容的内部补偿的线性稳压器将会有很大的市场需求,因为它们所占PCB面积小,可以节省成本。但是它们对于快速瞬态响应的性能很差,因此精度性能有所下降。它们在更低功耗的ASIC中的使用正变得越来越流行,在这些应用中,一个线性稳压器或多个线性稳压器与其负载共用同一个硅芯片。
    上述的一般特性与电池供电市场不断扩大的需求相结合便产生了一个低功率内部补偿LDO稳压器市场。这个消费类市场需要面积更小和寿命更长的内部补偿并具有低压差功能的解决方案。减小稳压器的输入输出压差可以减小稳压器本身消耗的功耗,从而增加转换效率,并最终延长电池的工作时间。
    压差电压和负载电流定义了在中等负载和满负载情况下线性稳压器所消耗的最小功率。因此压差电压是一个非常重要的指标。
    从电池供电系统的角度来看,线性稳压器解除了净空限制,还增加了动态范围以及负载电路的信噪比。而当输入电压降低的时候,信噪比通常是最先恶化的指标。例如,对于一个为线性稳压器供电的即将耗尽的锂离子电源(即输入电源VIN大概为2. 7V),给定压差电压为0.2V.如果此稳压器为一个低噪声为lOmV的运算放大器供电,此时运算放大器将工作在2. 5V的稳定电源下,这通常是一个比较低的电压。所有的操作都必须在2. 5V以下进行,这就设定了电路的最大可能动态范围。
    如果是一个0.7V压差的高压差稳压器,此时放大器就必须工作在2.OV的供电下,这会对放大器电路的正常运作造成严重限制,更不用说处理模拟信号的能力了。当给定电压范围为2. OV以内,此时的信噪比要小于200。另外,如图1. 7所示,当使用低压差稳压器而非高压差稳压器时,输出电压在整个未经稳压的电源供电范围内的变化会更小,因为对于低压差稳压器而言,压差区的开启电压通常要低一些。

          
    低压差电压在从汽车和工业到医疗等很多应用中是不可或缺的。例如,汽车在冷启动的时候需要用到线性稳压器低压差的特点,此时汽车电池在5.5~6V之间时,稳压后的输出大约为5V,从而需要压差电压小于0.SV。在如手机、传呼机、照相机和笔记本电脑等电池供电的产品中,对于低压差的需求就更加明显。由于空间限制,这些设计只能够使用很少的电池,从而减小输入电压的大小。在这些情况下,线性稳压器能够提供相对较高的输出电压。例如,镍镉电池的范围通常为1.8~3V,如果两节镍镉电池为一个高压差稳压器供电,在整个电池寿命内最高的输出电压要小于1.2V。对于大多数模拟电路而言,这个电压是不能够满足净空要求的。更加糟糕的是,对于单电池供电而言,限制将更加严重。

    总的来说,线性稳压器可以被分为高功率或者低功率、外部补偿或者内部补偿、高压差或者低压差几类,如图1.8所示。现在大多数使用的稳压器都是属于低功率类型。MBR6045WTPBF因为其效率上的优势,开关转换器仍然占据着较大的高功率市场份额,低功率的子系统则从与其串联的线性稳压器得到能量。虽然现在还不是十分流行,采用片内电容的内部补偿的线性稳压器将会有很大的市场需求,因为它们所占PCB面积小,可以节省成本。但是它们对于快速瞬态响应的性能很差,因此精度性能有所下降。它们在更低功耗的ASIC中的使用正变得越来越流行,在这些应用中,一个线性稳压器或多个线性稳压器与其负载共用同一个硅芯片。
    上述的一般特性与电池供电市场不断扩大的需求相结合便产生了一个低功率内部补偿LDO稳压器市场。这个消费类市场需要面积更小和寿命更长的内部补偿并具有低压差功能的解决方案。减小稳压器的输入输出压差可以减小稳压器本身消耗的功耗,从而增加转换效率,并最终延长电池的工作时间。
    压差电压和负载电流定义了在中等负载和满负载情况下线性稳压器所消耗的最小功率。因此压差电压是一个非常重要的指标。
    从电池供电系统的角度来看,线性稳压器解除了净空限制,还增加了动态范围以及负载电路的信噪比。而当输入电压降低的时候,信噪比通常是最先恶化的指标。例如,对于一个为线性稳压器供电的即将耗尽的锂离子电源(即输入电源VIN大概为2. 7V),给定压差电压为0.2V.如果此稳压器为一个低噪声为lOmV的运算放大器供电,此时运算放大器将工作在2. 5V的稳定电源下,这通常是一个比较低的电压。所有的操作都必须在2. 5V以下进行,这就设定了电路的最大可能动态范围。
    如果是一个0.7V压差的高压差稳压器,此时放大器就必须工作在2.OV的供电下,这会对放大器电路的正常运作造成严重限制,更不用说处理模拟信号的能力了。当给定电压范围为2. OV以内,此时的信噪比要小于200。另外,如图1. 7所示,当使用低压差稳压器而非高压差稳压器时,输出电压在整个未经稳压的电源供电范围内的变化会更小,因为对于低压差稳压器而言,压差区的开启电压通常要低一些。

          
    低压差电压在从汽车和工业到医疗等很多应用中是不可或缺的。例如,汽车在冷启动的时候需要用到线性稳压器低压差的特点,此时汽车电池在5.5~6V之间时,稳压后的输出大约为5V,从而需要压差电压小于0.SV。在如手机、传呼机、照相机和笔记本电脑等电池供电的产品中,对于低压差的需求就更加明显。由于空间限制,这些设计只能够使用很少的电池,从而减小输入电压的大小。在这些情况下,线性稳压器能够提供相对较高的输出电压。例如,镍镉电池的范围通常为1.8~3V,如果两节镍镉电池为一个高压差稳压器供电,在整个电池寿命内最高的输出电压要小于1.2V。对于大多数模拟电路而言,这个电压是不能够满足净空要求的。更加糟糕的是,对于单电池供电而言,限制将更加严重。

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