电源浅谈

分享到:

电源的分类通常取决于输入是交流还是直流,以及使用何种类型的调节方式来提供正确的直流输出,通常是开关模式或线性模式。下面介绍一下常见的电源类型以供参考。
 
工频线电压通常为AC-DC电源供电,而电池或任何其它直流电源则提供DC-DC供电。这些DC-DC转换器使用开关模式技术将输入电压调节为更高(升压)或更低(降压)的输出电压。
 
现成的电源适于许多市场和常规用途,但在某些情况下需要定制设计。
 
线性稳压器
 
要了解组件在电源中的作用,有必要了解电源工作的基本原理。许多工程师都记得设计一个如图1所示的电路。该电路使用齐纳二极管为负载(R2)提供恒定电压。R1用于提供最小电流以保持齐纳二极管处于恒定击穿状态,并提供负载电流。
 
1
图1:一个简单的齐纳二极管稳压器电路。
 
此类系统适用于功率较低且供电电压和负载都相当稳定的电路。如果负载电流降低或电源电压突然增加,则可能会超出齐纳二极管的额定功耗。这种电路中的电阻很容易选择,只要其额定功率符合齐纳二极管和负载的组合功率要求即可。
 
对于供电电压或负载可能变化的电源,串联设计可以使用传输晶体管(pass transistor),这将确保负载电流稳定,并可将电压输出降低到所期望的范围。
 
图2示出了这种电路。这些设计通常使用IC或低压差(LDO)稳压器来调节负载电源。由R1和R2形成的分压器感测并设置相对于参考电压的电压输出。如果电路具有固定输出,则分压器位于内部;对于其它应用,可以在外部放置一两个电阻。
 
选择电阻值以提供所需的比率,最重要的考虑因素是精度。如果比较器电路具有高增益和高输入阻抗,则可以使用图1中的公式轻松计算最差情况下的数值,首先选R1最大值和R2最小值,然后选R2最大值和R1最小值。这些计算可显示出与期望输出的最大电压偏差。
 
罗姆的一些LDO
 
罗姆的BD7xxL2EFJ-C系列车载LDO系列,通过融入了抗噪音对策的独家电路设计,成功开发出小型、高可靠性的低待机电流LDO。与以往产品相比,待机电流降低80%,因此,可减轻电池负载,即使在引擎长时间停止状态,亦可打造足以承受待机的电源电路。
 
 
开关电源
 
由于串联的传输器件和负载都会消耗能量,线性电源可能效率比较低。随着负载上压降的增加,效率会更低。
 
2
图2:线性串联稳压器简图。
 
为提高效率,设计师经常使用另一种电源拓扑结构。开关电源(SMPS)采用未经调节的输入直流电压,并以高频率(10kHz至1MHz)进行切换。占空比决定整流和平滑后的直流输出电压。
 
SMPS输出的调节也使用分压器,但是要调节开关频率和占空比。通过避免线性稳压器压降带来的损失,SMPS可实现高达95%的效率。由于高频变压器和滤波器/储能电容器尺寸要小得多,SMPS也可能比类似功率的线性AC-DC电源设计更紧凑。
 
SMPS的主要缺点是它要求必须有最小负载,空载状态可能会损坏电源。为避免这种情况,设计人员经常使用一个功率电阻作为假负载。如果主负载断开,该电阻器可以用于吸收最小的特定负载电流。当然,假负载电阻也会有功耗,从而影响整体电源效率,因此在选定电阻时需要考虑这个因素。规避该问题的另一种方法是当负载开路时在输出端使用分流电阻。出于安全目的,SMPS设计也会采用其它电阻器。低阻值、高功率电阻器通常可防止过压情况。而限流设计则可防止短路。
 
此类开关技术也可以用于DC-DC转换器设计,将直流电压的一个值调节为另一个值。降压转换器在工作原理上非常类似于前述的SMPS设计。升压转换器则使用电荷泵技术输出比输入端更高的电压。这两种技术都使用类似方法来调节输出电压并提供电路保护。
 
罗姆的开关电源(DC/DC)
 
罗姆的BP5293-12是将构成DC/DC转换器的电路(部件)集中在1个封装内的3引脚降压DC/DC转换器。与3引脚稳压器相比,其电源效率高,无需散热处理。此外,引脚兼容,因此无需变更基板就能进行置换。内置输入输出电容器、线圈等,有助于紧凑型设计。在DC 7V~26V的输入下可输出12V。BP5293备有3.3V、5.0V、12.0V的产品阵容。可输出最大负载电流1A。凭借SLLM™ (Simple Light Load Mode) 控制,实现轻负载状态的良好效率特性,适用于要降低待机功耗的设备。
 
该芯片应用简单,体积较小,适用于需要降低功耗的设备。
 
继续阅读
电源的纹波过大怎么办?看这里!

如果电源的纹波过大,那么容易在用电器上产生谐波甚至危害,最直观的坏处便是降低了电源的效率,那么如何降低电源纹波?今天小R教你几招~

开关电源测试的几大法则

一次电源模块的输入欠压点保护的设置回差,往往发生以下情况:输入电压较低,接近一次电源模块欠压点关断,带载时欠压,断后,由于电源内阻原因,负载卸掉后电压将上升,可能造成一次电源模块处于在低压时反复开发的状态。

电源芯片的5种损坏方式

电源芯片很小的体积内部结构非常复杂,最核心的微型单元就包含成千上万个在极端温度和恶劣环境下工作的晶体管,随着电子技术的更新换代,半导体的广泛使用,使其对电子元器件的要求也越来越高,部分元器件在研发的时候就扼杀了在实验室,也有一部分死在了晶圆工厂,在使用过程中元器件也可能会因为使用不当、浪涌和静电击穿等原因而缩短寿命,芯片的死亡方式是多样化的

喵喵机的热敏打印头你可以选这个!

热敏打印头打印方式有两种:热转印和热敏方式。热转印中增加了一条墨带,工作时墨带和转印纸同时转动,将施加到墨带上的油墨通过加热转移到纸上,具有优异的耐水性、耐化学性并可以在普通纸上打印,但难以安装纸张、胶带,结构复杂成本也较高。热敏则是直接使用了热敏纸,无需碳粉、墨带、油墨,纸张易安装,缺点是受温度、划痕影响成像效果。

来吧!给你简单介绍一下“变频器”

交直交变频器又可以分为电压型和电流型两种,由于控制方法和硬件设计等各种因素,电压型逆变器应用比较广泛。传统的电流型交直交变频器采用自然换流的晶闸管作为功率开关,其直流侧电感比较昂贵,而且应用于双馈调速中,在过同步速时需要换流电路,在低转差频率的条件下性能也比较差,在双馈异步风力发电中应用的不多...