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电压调整电路汇总

目录:

一、LDO线性稳压器

1、LM1117

2、NCV33275

3、TLE42764

4、TPS7B67xx-Q1

5、总结与应用

二、DCDC转换器

1、LM2576

2、MC34063A

3、总结


原文件下载移步:LDO-DCDC的仿真与Altium原理图


一、LDO线性稳压器

1、LM1117

LM1117 是一款在 800mA负载电流下具有 1.2V 压降的低压降稳压器。

LM1117 提供可调节电压版本,只需两个外部电阻即可将输出电压设置为 1.25V~13.8V。此外,该器件还提供五种固定电压:1.8V、2.5V、3.3V 和 5V。

LM1117 具有电流限制和热关断功能。该器件的电路中包括一个齐纳微调带隙基准,用于确保输出电压精度在 ±1% 以内。

为了改善瞬态响应和稳定性,输出端需要一个容值至少 10µF的钽电容器。

有关PSRR的详细内容移步:LDO噪声和电源抑制比PSRR。

LM1117 功能框图:

图1.1 功能框图

▼LM1117MPX-5.0 应用电路:

图1.2 固定输出应用电路

图1.3 可调输出应用电路

图1.4 可调输出仿真

▼德州仪器/TI建议:增加二极管以保护稳压器,如下图1.5 所示。

图1.5 稳压器保护措施(规格书P13)

2、MC33275

其中 NCV33275 为车规级,到底什么是“车规级”。300mA 低压差电压调节器,静态电流:200μA。

▼MC33275 功能框图:

图2.1 功能框图

▼MC33275ST-5.0T3G 应用电路:

图2.2 应用电路

3、TLE42764

它是单片集成的低压差电压调节器,负载电流高达 400mA,可调节高达 40V 的输入电压。

精度为 ±2% 可调或 5V 固定电压。设计该器件是为了让汽车应用可以承受恶劣的环境,工作温度:-40℃~+150℃。

因此,可防止过载、短路和实施输出电流限制的超温条件以及超温关闭电路。

TLE42764 也可以用于需要稳定电压在 2.5V 之间的所有其他应用。

由于其非常低的静态电流,TLE42764 专用于使用在永久连接到 VBAT 的应用中,静态电流:100uA。此外,该设备可以:通过启用输入关闭,将电流消耗降低至小于 10μA。

▼TLE42764 内部功能框图:

图2.1 功能框图

▼TLE42764DV50 应用电路:

图2.2 5V固定输出-应用电路

图2.3 可调整输出-官方推荐电路

4、TPS7B67xx-Q1

车规级元件,工作温度:-40°C~150°C。

4V~40V 宽 VIN 输入电压范围,最大输出电流:450mA。

超低 Iq 低压降稳压器,EN = 低电平(关断模式)时 Iq < 4µA,轻负载时典型值为15µA

低输入电压跟踪至欠压闭锁。可编程复位脉冲延迟,漏极开路复位输出。

▼TPS7B67xx-Q1 内部功能框图:

图4.1 功能框图

图4.2 官方典型应用

▼TPS7B6750QPWPRQ1 应用电路:

图4.3 5V固定输出-应用电路

5、总结与应用

▼LM1117、ASM1117 最为常用,类似的还有 LM2950-xx、HT7550 等,其静态电流一般达到 mA 级别,如下图所示。

TLE42764 与 TPS7B67xx-Q1 多应用在电池环境中,其静态电流很小,通常在 1mA 以下。

▼LDO后面 LC电路计算:

L = 100uH,C = 100nF,截止频率为:

可以有效滤除 50kHz 以上的高频噪声。因为电感在高频下具有高阻抗特性,因此,既实现了物理连接又实现了高频信号隔离,防止高频噪声相互耦合

实现单点连接,避免不同功能的模块电路之间电流相互影响,为不同模块电路提供一个可控的、狭窄的通道,强制将电流在此处汇合,防止形成较大的地回路。比如 VDD3.3 和 GND 可以作为数字电源,而 VCC3.3A 和 VSSA 可以作为模拟电源,通过电感将数字电源和模拟电源分开。

二、DCDC转换器

1、LM2576

1)功能框图

2)延迟启动

3)官方推荐电路

4)LM2576N-ADJ应用电路

▼没找到 LM2576-ADJ 的仿真模型,这里使用 LM2594N-ADJ 做仿真。

注意:C4 为前馈电容,目的:提升电源的瞬态响应,有关内容在“LDO噪声和电源抑制比PSRR”亦有描述。

若没有 C4,5V 输出在很短的时间内波动 400mV。因为电阻分压的原因,FeedBack 的电压波动只有不到 100mV。

加入 C4 后,当输出在很短时间内波动 400mV 的时候,因为电容两端电压不能突变,所以输出电压的变化直接反应于 FeedBack。

2、MC34063A

MC34063 为单片DC-DC变换集成电路,内含温度补偿的参考电压源(1.25V)、比较器、能有效限制电流及控制工作周期的振荡器、驱动器及大电流输出开关管等,外配少量元件,就能组成升压、降压及电压反转型DC-DC变换器。

工作原理:DC48V 经过 Q1/MID122T4G 组成的电子滤波器线性调整为 DC39V,再经过U1/MC34063A 组成的 Buck 降压电路调整为 DC12V,再通过三端稳压器U2/78M05 生成 5V电压。

3、总结

1)工作原理

‌LDO电路‌:通过线性稳压器将多余的电压以热量的形式消耗掉,从而实现降压。例如,当输入电压为 12V 时,若通过 LDO 降压,它需要承受 5V 的压差。负载电流为 1A 时,LDO 的自身功耗就达到了 7W。

‌Buck电路‌:电感在导通状态下,电流通过电感将磁能存储于电感中。而在断开状态下,由于电感的自感作用,磁场会产生电压,将磁能转化为电能,并通过输出端向负载供电。因此,通过控制开关管的导通和断开状态,实现了电能在电容和电感之间的周期性转换和调节,最终输出稳定的直流电压。

2)优缺点对比

类型‌优点‌‌缺点‌
‌Buck效率高(通常90%以上),发热量少,适用于高效率要求的场合需要较多的元器件,成本较高,且在轻负载下效率会下降
‌LDO成本低,适用于低功耗设备效率低(通常33.3%左右),发热量大,不适合高功耗设备

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http://www.jsqmd.com/news/1124317/

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