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最受电子工程师欢迎的10款经典稳压电源器件,电路当中经常用到

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发表于 2019-6-10 15:30:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
电子产品离不开电源,电源部分主要的功能就是将外界供给的低压直流电(DC)通过电源管理器件(PMIC)得到各个器件所需要的电压(DC),并满足电流和纹波以及启动顺序等的要求,取决于器件的具体要求,需要多个可能是不同方式的DC-DC的电路。主要的稳压方式有两种:
一、线性稳压

由工作在线性状态的三极管构成可变电阻对负载进行恒流控制,得到稳定的电压输出,这种方式结构简单、噪声抑制度很高(达到60dB也就是1000倍以上),但一般效率比较低,要满足输入电压高于输出电压一定的压差才能够稳压,只能做降压变换。常规的线性稳压器的压差高达2.5V,因此效率比较低,LDO线性稳压器可以做到较低的压差,比如在负载高达1A的情况下压差可以降低到350mA,当然其效率取决于具体使用的输入和输出电压的情况。
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二、开关稳压

由工作在开关模式的三极管和储能的电感以及平滑纹波的电容构成,以PWM或PFM的方式得到稳定的输出电压。开关方式的好处是能够降压、升压、反压,输入电压的范围可以很宽,效率可以做到很高(有的能达到95%以上),缺点是外围电路比较复杂,外围元器件的选型比较敏感,另外高频的开关信号会在电压输出上带来较大的干扰、纹波。
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三、十款经典稳压电源器件

虽然电源技术已经日新月异,各种高效率、高集成度、高性能的器件不断推出,但根据全球最大的元器件搜索引擎Findchips(中文版为www.bom2buy.com)2017年的搜索记录统计,排在前10的稳压器件仍然是比较经典的一些老器件,毕竟这些器件能够满足多数的应用场景,并且具有很高的性价比。今天我们就来看看这些器件都是哪些?
1、78xx
最经典的线性稳压器件,结构非常简单,只需在输入端和输出端各搭配一个电容就可以工作,也被称为三端稳压器。相信很多工程师在高校学习模拟电路课程的时候就开始了解这个器件了。很多原厂都做这个器件,功能和管脚都兼容,你可以看到MC78xx、LM78xx等等。xx表示了稳压输出的电压值,比如LM7805即为稳压输出为5V的稳压器,MC7824为稳压输出为24V的稳压器。
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78xx系列的器件输出电流也有不同,比如LM7805的输出电流为最大1A,LM78M05的输出电流最大为500mA,而LM78L05的输出电流最大为100mA,它们的封装也不同,只有100mA的78L05的封装可以小得像三极管一样。78xx系列的器件要求输入电压和输出电压之间的压差为2.5V以上。其转换效率为Vout/Vin,比如输入12V的电压,得到5v的稳压输出,其效率为5/12 = 41.6%,如果负载电流达到1A的情况下,7805器件上的热损耗高达(12-5)*1 = 7W,这就是为什么很多78xx系列的器件上必须加上散热片的缘故;
2、79xx
可以看成是78xx的夫妻档,经常配对使用。78xx得到的是对地正电压,79xx得到的是对地负电压,除此之外跟78xx一样;
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3、LM317/LM117
上面的78xx和79xx的器件输出电压是固定的,不可调整,LM317则是输出电压可以调节的线性稳压器,也有不同的封装支持不同的电流输出,最大输出电路可以高达1.5A;也要求2.5v以上的压差才能正常稳压工作,也具备78xx一样的优点和缺点;
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4、1117系列
非常经典的LDO线性稳压器,相比于78xx和LM317系列的器件,它要求的输入电压和输出电压的差值为1.2V,因此可以广泛用在电池供电的便携式系统里面,比如通过4节1.25V的电池(满电量的时候达到5V),电量不足到4.5V电压的时候依然能够通过1117-3.3得到3.3V的稳压输出供板子上的3.3V电路工作。很多厂商都有1117的版本,比如TLV1117、LT1117、AMS1117、LM1117等,其输出电压也有多种固定值的版本以及输出可调的版本。可以说是78xx和LM317的最佳替代,当然1117的输出电流只有最高800mA,很多小封装的版本也不适合在大电流的情况下很大的压差工作;
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5、LP5907
上面讲的1117压差还要1.2V,依然很高,来自TI的LP5907的压差则可以做到典型值120mV,甚至负载电流更小的时候能够在50mV的压差下得到稳压输出。就这个电路本身而言,可以获得比较高的效率,比如从开关稳压器产生的3.3V电压上得到3.0V的低纹波电压,能够完美满足3V供电的射频电路或模拟电路的需求,而效率可以高达90%;它的最大输出电流为250mA,能够满足很多便携式产品模拟或射频部分的供电需求;

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6、TPS51200
也是来自于TI的LDO,专用于各种DDR存储器的供电系统中,由于几乎所有的高速运行的嵌入式系统都会用到DDR存储器,因此该器件被广泛采用也就不稀奇了。通过外部的分压电阻实现不同输出电压的控制给该器件的使用带来了高度的灵活性,它的输出电流高达3A,因此满足高速存储器对电流的要求。
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以上是基于线性稳压变换的几个经典器件,不同的压差,不同的电流,满足不同领域的应用,用户根据需求进行合理的选择。线性稳压的主要优点是低噪声,因此广泛被用于模拟电路、射频电路的供电中,其缺点则是只能做降压使用,如果产生比输入电压高的输出活着反压,线性稳压器就无能为力了。这就是开关稳压器的天下了,我们再来看4款经典的开关稳压芯片:
7、MC34063A
印象中这个器件的效率比较低(现在看来开关频率只有100KHz),对外围器件的要求还是蛮高的(由于开关频率较低,要得到较大的电流输出,所需要的电感的个头就要比较大),我们的工程师调试起来还是费了不少劲的。从指标上看这个器件的灵活度很高,可以降压、升压、反压,并且非常非常的便宜,不少做模拟器件的厂商都有以这个型号命名的版本,也可见其经典;
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8、LM2576
看起来很简单,外围电路看起来像线性稳压器,但用开关变换的方式,因此可以在较宽的输入电压范围内获得较高的效率,可以用在不太care电源纹波(比如数字器件的供电)的场合替代掉78xx、317以及1117等,大名鼎鼎的TI(收购过BB和NS)和Motorola血统的On Semi都有这个番号的版本,可见其受欢迎程度也是很高的;
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9、LMZ21701
这也是TI的一款号称可以替代LDO的开关器件,工作频率高达2.5MHz,因此此部分的电路可以做的非常的小,在能够供电1A的情况下可以输出常用的1.2V、1.8V、2.5V、3.3V以及5V,并且有可调输出的版本,是不是看起来跟1117很像?当然它比1117效率高,但价格也贵;
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10、LTM464
一眼看上去就是“贵”价格高出其它器件一个数量级,为什么还那么Popular?主要是因为集成度比较高吧,能够提供4路输出并且拥有娇小的身姿,可以说是现在高速的处理器、FPGA最佳的供电选择,不要被1000颗200多元的价格吓到,如果你是个大客户,真的在做量比较大的产品,这个价格的弹性会非常大,关键的是其相当高的集成度以及内部的时序控制、保护电路等都是你用很多器件堆不出来的。
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以上对这些器件做了个简单的介绍,希望对大家的选型有所帮助,具体的使用还是要看自己的产品需求,根据多个维度进行综合考虑,选择满足功能、性能的前提下实现最高的性价比。
来源:网络整理

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