開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的效率
發(fā)布時(shí)間:2013/7/28 16:34:07 訪問(wèn)次數(shù):1455
與線性穩(wěn)壓器相比,開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器有一個(gè)獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)——高轉(zhuǎn)換效率。這是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中功率管的壓降要遠(yuǎn)低于線性穩(wěn)壓器中功率管的壓降。在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中,NE5532P功率管的壓降通常為lO~lOOmV;而在線性穩(wěn)壓器中,功率管的壓降為輸入和輸出之間的電壓差,通常為o.3~2V。轉(zhuǎn)換效率為輸出功率Pc,UT和總功率PIN的比值;總功率包括輸出功率PREG、和穩(wěn)壓器自身的功率損耗PREG。穩(wěn)壓器本身的功耗越大,轉(zhuǎn)換效率就越差。
開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換效率一般為80%~95%。而線性穩(wěn)壓器自身的靜態(tài)電流以及穩(wěn)壓前的輸入電壓(V.N)和穩(wěn)壓后的輸出電壓(Vc,ut)壓差通常使得其轉(zhuǎn)換效率限制在較低水平。
IQ為靜態(tài)電流,直接流人接地點(diǎn)而不流經(jīng)負(fù)載。在忽略靜態(tài)電流的條件下,線性穩(wěn)壓器可達(dá)到的最大可能功率為輸出電壓與輸入電壓之間的比值。例如,一個(gè)輸入電壓為5V、輸出電壓為2.5V的線性穩(wěn)壓器的最大可毹功耗僅為50%。
輸入電壓和輸出電壓之間的電壓差越低,則線性穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換效率越高。例如,對(duì)于上述的線性穩(wěn)壓器,如果輸入電壓為3. 3V,其轉(zhuǎn)換效率為76%,則當(dāng)輸入電壓降至2. 8V時(shí),此線性穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換效率則可以達(dá)到89%。這個(gè)特性僅在負(fù)載電流遠(yuǎn)大于靜態(tài)電流時(shí)成立,當(dāng)穩(wěn)壓器全負(fù)載工作時(shí),這個(gè)假設(shè)一般成立。而當(dāng)負(fù)載處于待機(jī)或者睡眠狀態(tài)時(shí),則上述假設(shè)不一定成立。因此當(dāng)輸入和輸出電壓差比較低時(shí),我們更加傾向于使用線性穩(wěn)壓器,因?yàn)榇藭r(shí)線性穩(wěn)壓器不僅效率高,而且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低、噪聲小、速度快。線性穩(wěn)壓器唯一的、也是最明顯的缺點(diǎn)就是它的轉(zhuǎn)換效率。如果轉(zhuǎn)換效率不是一個(gè)重要的考慮因
素或者對(duì)轉(zhuǎn)換效率的要求與開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器相當(dāng)?shù)脑,線性穩(wěn)壓器將是最好的選擇。
如果負(fù)載電流超過(guò)一定程度,我們就需要使用散熱孔。然而增加散熱孑L的代價(jià)是昂貴的,一方面增加了一個(gè)額外的器件,另一方面則需要更大的印制電路板(PCB)面積。我們可以在PCB上使用多個(gè)線性穩(wěn)壓器來(lái)對(duì)負(fù)載進(jìn)行分流,從而減小單個(gè)穩(wěn)壓器的功率損耗。如果指標(biāo)允許,也就是說(shuō)如果負(fù)載可以容忍更多噪聲,也可以用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器來(lái)代替線性穩(wěn)壓器。上逑兩種方法都是避免使用散熱孔的常用方法。高溫的另外一個(gè)副作用是會(huì)增大MOS導(dǎo)通電阻,從而增加導(dǎo)通損耗,降低轉(zhuǎn)換效率?傊,如表1.1所示,線性穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、速度快、噪聲小,但是它的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低,使得它不適合用于設(shè)計(jì)低功耗系統(tǒng)和專用電源系統(tǒng)。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器效率更高,然而它卻需要負(fù)載能夠容忍較高的噪聲強(qiáng)度。這也是高性能模擬子系統(tǒng)通常采用線性穩(wěn)壓器供電的原因。
與線性穩(wěn)壓器相比,開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器有一個(gè)獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)——高轉(zhuǎn)換效率。這是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中功率管的壓降要遠(yuǎn)低于線性穩(wěn)壓器中功率管的壓降。在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中,NE5532P功率管的壓降通常為lO~lOOmV;而在線性穩(wěn)壓器中,功率管的壓降為輸入和輸出之間的電壓差,通常為o.3~2V。轉(zhuǎn)換效率為輸出功率Pc,UT和總功率PIN的比值;總功率包括輸出功率PREG、和穩(wěn)壓器自身的功率損耗PREG。穩(wěn)壓器本身的功耗越大,轉(zhuǎn)換效率就越差。
開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換效率一般為80%~95%。而線性穩(wěn)壓器自身的靜態(tài)電流以及穩(wěn)壓前的輸入電壓(V.N)和穩(wěn)壓后的輸出電壓(Vc,ut)壓差通常使得其轉(zhuǎn)換效率限制在較低水平。
IQ為靜態(tài)電流,直接流人接地點(diǎn)而不流經(jīng)負(fù)載。在忽略靜態(tài)電流的條件下,線性穩(wěn)壓器可達(dá)到的最大可能功率為輸出電壓與輸入電壓之間的比值。例如,一個(gè)輸入電壓為5V、輸出電壓為2.5V的線性穩(wěn)壓器的最大可毹功耗僅為50%。
輸入電壓和輸出電壓之間的電壓差越低,則線性穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換效率越高。例如,對(duì)于上述的線性穩(wěn)壓器,如果輸入電壓為3. 3V,其轉(zhuǎn)換效率為76%,則當(dāng)輸入電壓降至2. 8V時(shí),此線性穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換效率則可以達(dá)到89%。這個(gè)特性僅在負(fù)載電流遠(yuǎn)大于靜態(tài)電流時(shí)成立,當(dāng)穩(wěn)壓器全負(fù)載工作時(shí),這個(gè)假設(shè)一般成立。而當(dāng)負(fù)載處于待機(jī)或者睡眠狀態(tài)時(shí),則上述假設(shè)不一定成立。因此當(dāng)輸入和輸出電壓差比較低時(shí),我們更加傾向于使用線性穩(wěn)壓器,因?yàn)榇藭r(shí)線性穩(wěn)壓器不僅效率高,而且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低、噪聲小、速度快。線性穩(wěn)壓器唯一的、也是最明顯的缺點(diǎn)就是它的轉(zhuǎn)換效率。如果轉(zhuǎn)換效率不是一個(gè)重要的考慮因
素或者對(duì)轉(zhuǎn)換效率的要求與開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器相當(dāng)?shù)脑挘性穩(wěn)壓器將是最好的選擇。
如果負(fù)載電流超過(guò)一定程度,我們就需要使用散熱孔。然而增加散熱孑L的代價(jià)是昂貴的,一方面增加了一個(gè)額外的器件,另一方面則需要更大的印制電路板(PCB)面積。我們可以在PCB上使用多個(gè)線性穩(wěn)壓器來(lái)對(duì)負(fù)載進(jìn)行分流,從而減小單個(gè)穩(wěn)壓器的功率損耗。如果指標(biāo)允許,也就是說(shuō)如果負(fù)載可以容忍更多噪聲,也可以用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器來(lái)代替線性穩(wěn)壓器。上逑兩種方法都是避免使用散熱孔的常用方法。高溫的另外一個(gè)副作用是會(huì)增大MOS導(dǎo)通電阻,從而增加導(dǎo)通損耗,降低轉(zhuǎn)換效率?傊绫1.1所示,線性穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、速度快、噪聲小,但是它的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低,使得它不適合用于設(shè)計(jì)低功耗系統(tǒng)和專用電源系統(tǒng)。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器效率更高,然而它卻需要負(fù)載能夠容忍較高的噪聲強(qiáng)度。這也是高性能模擬子系統(tǒng)通常采用線性穩(wěn)壓器供電的原因。
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