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線性穩(wěn)壓電源是指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下的直流穩(wěn)壓電源。線性電源LDO(LOW DROP OUT)分為串聯(lián)式和并聯(lián)式,串聯(lián)式負(fù)載通過電阻分壓方式獲得穩(wěn)定電壓,因此效率較低,通常為60%,且動(dòng)態(tài)性較差;并聯(lián)式通過分流方式消耗一部分功率,效率更低,容易產(chǎn)生精準(zhǔn)電壓。
線性穩(wěn)壓電源是比較早使用的一類直流穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓直流電源的特點(diǎn)是:輸出電壓比輸入電壓低、反應(yīng)速度快、輸出紋波較小、工作產(chǎn)生的噪聲低、效率較低(現(xiàn)在經(jīng)常提到的LDO就是為了解決效率問題而出現(xiàn)的)、發(fā)熱量大(尤其是大功率電源),間接地給系統(tǒng)增加熱噪聲。
工作原理:我們先用下圖來說明線性穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)電壓的原理。圖1如上圖所示,可變電阻RW跟負(fù)載電阻RL組成一個(gè)分壓電路,輸出電壓為:
因此通過調(diào)節(jié)RW的大小,即可改變輸出電壓的大小。請(qǐng)注意,在這個(gè)式子里,如果我們只看可調(diào)電阻RW的值變化,Uo的輸出并不是線性的,但如果把RW和RL一起看,則是線性的。還要注意,我們這個(gè)圖并沒有將RW的引出端畫成連到左邊,而是畫在右邊。雖然這從公式上看并沒有什么區(qū)別,但畫在右邊,卻正好反映了“采樣”和“反饋”的概念。實(shí)際中的電源絕大部分都是工作在采樣和反饋的模式下的,使用前饋方法很少,或是用了,也只是輔助方法而已。
如果我們用一個(gè)三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管來代替圖中的可變阻器,并通過檢測(cè)輸出電壓的大小,來控制這個(gè)“變阻器”阻值的大小,使輸出電壓保持恒定,這樣我們就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。這個(gè)三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管是用來調(diào)整電壓輸出大小的,所以叫做調(diào)整管。
像圖1所示,由于調(diào)整管串聯(lián)在電源跟負(fù)載之間,所以叫做串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。相應(yīng)的還有并聯(lián)型穩(wěn)壓電源,就是將調(diào)整管跟負(fù)載并聯(lián)來調(diào)節(jié)輸出電壓,典型的基準(zhǔn)穩(wěn)壓器TL431就是一種并聯(lián)型穩(wěn)壓器。所謂并聯(lián)的意思,就是像圖2中的穩(wěn)壓管那樣,通過分流來保證衰減放大管射極電壓的“穩(wěn)定”。也許這個(gè)圖并不能讓你一下子看出它是“并聯(lián)”的,但細(xì)心一看,確實(shí)如此。不過,這里還要注意一下:此處的穩(wěn)壓管是利用它的非線性區(qū)工作的。因此,如果認(rèn)為它是一個(gè)電源,它也是一個(gè)非線性電源。
由于調(diào)整管相當(dāng)于一個(gè)電阻,電流流過電阻時(shí)會(huì)發(fā)熱,所以工作在線性狀態(tài)下的調(diào)整管,一般會(huì)產(chǎn)生大量的熱,導(dǎo)致效率不高。這是線性穩(wěn)壓電源的一個(gè)最主要的一個(gè)缺點(diǎn)。
一般來說,線性穩(wěn)壓電源由調(diào)整管、參考電壓、取樣電路、誤差放大電路等幾個(gè)基本部分組成。另外還可能包括其它部分(例如保護(hù)電路,啟動(dòng)電路等)。下圖是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的線性穩(wěn)壓電源原理圖(示意圖省略了濾波電容等元件)。取樣電阻通過取樣輸出電壓,并與參考電壓比較,比較結(jié)果由誤差放大電路放大后,控制調(diào)整管的導(dǎo)通程度,使輸出電壓保持穩(wěn)定。圖2常用的線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源芯片有:
WR0331:手環(huán)、GPS、智能音箱
WR0114:穿戴類客戶,電子煙
WR0332:手機(jī)、攝像頭模組、麥克風(fēng)(耐壓值不夠)、消費(fèi)、安防、網(wǎng)通,通用型號(hào),高PSRR:70db 封裝SOT23-5 DFN
WR0340: 無負(fù)載電容
WR0512: 網(wǎng)通、平板----電流大,LOWS電壓低
WR0603: 大電流、可調(diào),應(yīng)用廣
WR1006: 手機(jī)--- 降低功耗及發(fā)熱量
WR0338: 智能鎖、電子煙、網(wǎng)通--18V耐壓 帶使能腳SOT23-5
WR0116: 電動(dòng)玩具、小家電、PD充電(客戶:三星PD 65W) ---對(duì)精度無太高要求,高耐壓值100mA 替合泰HT75XX。
WR0115:儀器儀表,智能家居
WR0515: 電動(dòng)工具(對(duì)電流分檔要求高)-----40V 500MA,高耐壓值
保護(hù)IC:-----整體缺貨,設(shè)計(jì)前和陳經(jīng)理確認(rèn)產(chǎn)能及交期
主力方向:保護(hù)類IC (OCP OVP EFUSE-電子保險(xiǎn)絲、TYPE-C)
一、TYPE-C(綜合保護(hù)IC):
WP5801---筆電----- PD3.0,最大耐壓值24V
二、OCP:
WP25P041T5 (75mA-400mA)
WP25P21XX (400mA-2A) 輸入2.5-5.5V 耐壓6V
SOT23-5 SOT23-6 DFN-6
三、OVP:
1、12PIN:
WP3881 新一代OVP, 12球--手機(jī)使用最多、兒童充電手表(小天才)
WP3116 新一代直接替代3881
WP3883過壓功能,未帶易反復(fù)浪涌
2、6PIN
四、EFUSE
WP1430 : SOT23-6 過壓過流保護(hù)點(diǎn)固定
WP1111: 新一代 過壓過流保護(hù)點(diǎn)可調(diào) TDFN-2
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