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稳压器的工作原理

Release time：2022-03-14

author：ameya360

source：网络

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稳压器会产生具有恒定预设幅度的固定输出电压，无论其输入电压或负载条件是否变化。稳压器分为两类：线性和开关式。

稳压器的工作原理

线性稳压器采用受高增益差分放大器控制的有源(BJT或MOSFET)通流器件(串联或并联)。它将输出电压与精密基准电压源相比较，并对通流器件进行调整以维持恒定的输出电压。

开关稳压器可将直流输入电压转换为施加到电源MOSFET或BJT开关上的开关电压。经过滤波的电源开关输出电压则反馈到可控制电源开关开启和关闭时间的电路上，这样输出电压可保持恒定，无论其输入电压或负载电流是否变化。

1. 开关稳压器有哪些拓扑结构？

有三种常见的拓扑结构：降压型、升压型和降压/升压型。其他拓扑结构包括反激式、SEPIC、Cuk、推挽、正向、全桥和半桥拓扑结构。

2. 开关频率如何影响稳压器设计？

更高的开关频率意味着，稳压器可使用更小的电感和电容。这还意味着更高的开关损耗和更大的电路噪声。

3. 开关稳压器有哪些损耗？

打开和关闭MOSFET所需的功率会引起损耗，并与MOSFET栅极驱动器相关。同样，从导通状态切换至非导通状态需花费一定的时间，因此会产生MOSFET功耗。此外，阈值电压和栅极电压之间的MOSFET栅极电容充电和放电所需的能量也会引起损耗。

4. 线性和开关稳压器的常见应用有哪些？

给定输入和输出电压，线性稳压器的功耗与输出电流成正比，因此典型效率可为50%或更低。通过优化器件，开关稳压器可实现90%的效率。然而，线性稳压器的噪声输出远低于同一输出电压和电流要求的开关稳压器。通常情况下，相比线性稳压器，开关稳压器能驱动更高的电流负载。

5. 开关稳压器如何控制其输出？

开关稳压器需要通过某种方式改变其输出电压以响应输入和输出电压变化。一种方法是使用PWM控制相关电源开关的输入，从而控制其开关时间(占空比)。工作时，稳压器的滤波输出电压会反馈到PWM控制器来控制占空比。若滤波输出发生变化，则施加到PWM控制器上的反馈会改变占空比以维持恒定的输出电压。

6. 哪些设计规格对稳压器IC很重要？

基本参数包括输入电压、输出电压和输出电流。根据具体应用，其他参数可能也很重要，如输出纹波电压、负载瞬态响应、输出噪声和效率。线性稳压器的重要参数包括压差、PSRR (电源抑制比)和输出噪声。

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行业新闻

一文详解LDO（低压差线性稳压器）和DC-DC（开关稳压器）应该如何选择

　　选择合适的电压稳压器对于各类电路系统的稳定性和效率非常关键。在众多类型中，LDO(低压差线性稳压器)和DC-DC(开关稳压器)是两种常见的电压稳定器。本文将从概念、工作原理、特点以及应用场景等方面详细探讨LDO和DC-DC稳压器的选择方法。　　1、LDO(低压差线性稳压器)　　1.1 概念　　LDO是指低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator)，通常用于将高输入电压调节为较低输出电压的稳压器。它通过调整内部晶体管的导通电阻来实现稳定的输出电压。　　1.2 工作原理　　LDO的工作原理是当输入电压高于输出电压时，内部晶体管将处于放大状态，通过消耗多余功率来调节输出电压，保持在设定值。　　1.3 特点　　简单设计、低噪声、成本相对较低、适合对精度要求较高的应用场景、但效率较低、热失真大。　　2、DC-DC(开关稳压器)　　2.1 概念　　DC-DC是指开关稳压器(DC-to-DC Converter)，通过切换元件(如MOSFET)的开关状态，将输入电压转换为所需输出电压的稳压器。　　2.2 工作原理　　DC-DC的工作原理是通过周期性地打开和关闭开关元件，控制输出电压的大小，并通过滤波器去除输出波形中的高频噪声。　　2.3 特点　　高效率、能提供较大输出功率、适合大电压降或需要提高效率的应用、但设计复杂、成本相对较高。　　3、如何选择?　　3.1 输出电压范围　　如果需要较低的输出电压，LDO更适合;而对于大电压降或较高的输出功率需求，DC-DC更为合适。　　3.2 效率要求　　如果考虑到功率效率，尤其是在大电压降情况下，DC-DC通常比LDO更具优势。　　3.3 系统复杂度　　如果希望简化设计和降低成本，LDO可能是更好的选择;而如果需要更高的输出功率和效率，则需要选择DC-DC。　　3.4 纹波和噪声　　在对输出纹波和噪声敏感的应用中，LDO通常比DC-DC更适合，因为LDO产生的纹波和噪声较小。　　4、应用场景　　4.1 LDO适用场景　　对输出电压精度要求高、输出电流较小、对纹波和噪声要求严格的应用场景。　　4.2 DC-DC适用场景　　大电压降、高输出功率需求、对效率要求高的应用场景，如移动设备、电源放大器、通信设备等。　　4.3 综合考虑　　在实际应用中，需要综合考虑系统的功耗、输出负载情况、稳定性要求以及成本因素等，选择最适合的稳压器类型。　　LDO和DC-DC作为常见的电压稳压器，在电子产品设计中扮演着重要的角色。选择合适的稳压器类型取决于具体应用需求，包括输出电压范围、效率要求、系统复杂度、纹波噪声等因素。在实际选择过程中，需要全面评估各方面因素，并根据具体情况进行选择，以确保电路系统稳定可靠、高效运行。

2025-12-30 16:52 reading：359

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