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常用的稳压电源芯片有哪些?及稳压电路的原理

  众所周知,随着科技的发达,人们对“电”的需求越来越大,但是由于对电路及相关产品的知识了解匮乏,常常会发生一些危险,因此用电安全现在也成为了人们重点关注的对象。而稳压芯片也是用电安全里不可缺乏的一个重要角色呢。稳压芯片市场前景分析,稳压芯片增长速度将继续快于总体模拟芯片市场和半导体市场,2009-2015年的复合年度增长率将达16.0%。相比之下,同期总体模拟IC市场与总体半导体市场的复合年度增长率分别为11.9%和6.3%。2018-2023年中国核心芯片行业市场深度分析及投资战略研究报告表明,稳压芯片是一个快速增长的市场,2015年销售额预计将从2010年的91亿美元增长到163亿美元。

  稳压芯片由集成电路经过设计、制造、封装等一系列操作后形成,一般来说,集成电路更着重电路的设计和布局布线,而稳压芯片更看重电路的集成、生产和封装这三大环节。但在日常生活中,“集成电路”和“稳压芯片”两者常被当作同一概念使用。我国稳压芯片生产能力有了大幅度提高,新系列、新产品不断出现,产品质量不断提高,价格大幅度下降,故稳压芯片已被广泛应用于国民经济各部门。

  稳压电路是指:在输入电网电压波动或负载发生改变时仍能保持输出电压基本不变的电源电路。

  稳压电路分类繁多,按输出电流的类型分为:直流稳压电路和交流稳压电路。按稳压电路与负载的连接方式分为:串联稳压电路和并联稳压电路。按调整管的工作状态分为:线性稳压电源开关稳压电源。

  图1为典型的直流稳压器的框图。交流输入电压e1由变压器Tp变成电压e2,经整流、滤波

  稳压电路后向调整电路(稳压电路)输送一个不稳定的脉动的直流电压。因或稳压电路输出电流的变动而引起输出电压变化时,调整电路使保持原值或者只有极小的变动。调整电路中的调整管工作在线性放大区的称为线性电源,工作在非线性区的则称为开关电源。线性电源分为简单稳压电路、并联稳压电路、串联稳压电路和集成化稳压电路

  稳压电路替稳压二极管电路中的稳压电阻R。当或变化引起输出电压变化时,的变化将反映到三极管的发射结电压上,引起的变化,从而调整,以保持输出电压的基本稳定。根据三极管所起的作用,称为调整管。由于调整管与负载是串联关系,所以图15-2-1称为串联型稳压电路。它主要由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件组成。比较放大可以是单管放大电路、差动放大电路、集成运算放大器。调整元件可以是单个功率管,复合管或用几个功率管并联,取样电路取出输出电压的一部分和基准电压VREF比较。开关稳压电路开关型稳压电路具有体积小、效率高的特点。线%

  稳压电路~55%;而开关稳压器可达60%~85%,而且可以省去工频变压器和巨大的散热器,体积和重量都大为减小。这种电路已在各种电子设备中获得广泛的应用。

  常用的实现开关控制的方法;有自激式开关稳压器、脉宽调制式开关稳压器和直流变换式开关稳压器等。

  如图是采用直流变换器的开关稳压电路的框图。对工频电压直接整流-滤波后获得的直流电压,由开关管变为高频电压。后者经高频换流变压器变为一定的电压,再经高频整流-滤波以后给出所需的输出电压u0;开关管的工作受脉冲调制器和驱动放大器的控制。当输出电压u0发生变化时,来自输出端的取样信号经比较电路产生误差信号,然后通过脉冲调制器来控制开关管的开关工作比,从而使直流变换器的输出保持稳定。开关管是在饱和区断续工作的,所以功耗较线性电源的调整管为小,因而效率较高。大功率电力稳压器是有补偿变压器,调压器,控制电路,检测电路和操作电路组成。

  如图所示的是简单的串联型稳压电源。是调整管,调节输出电压,它与负载电阻是串联的,所以称为串联型稳压电源。给提供合适的偏置,使工作在放大状态;利用三极管电流放大作用可以提高输出电流。同时还是限流电阻,保护管。管稳定三极管基极的电位。

  简单串联型稳压电路的优点是电路简单,调试方便。由于三极管具有电流放大作用,使它的输出电流较大。但是它的输出电压仍然不能调节,而基本上是不变。稳压灵敏度不够,稳压效果差,所以要进行改进。

  采用集成稳压器构成的稳压电路,具有电路简单、稳定度高、保护电路完善的特点,因此在实际电路中得到了非常广泛的应用。

  LM2596系列是德州仪器()生产的3A电流输出降压开关型集成稳压芯片,它内含固定频率振荡器(150KHZ)和基准稳压器(1.23v),并具有完善的保护电路、电流限制、热关断电路等。利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。提供的有:3.3V、5V、12V及可调(-ADJ)等多个电压档次产品。

  LM2596内部包含150KHZ振荡器、1.23v基准稳压电路、热关断电路、电流限制电路、放大器、比较器和内部稳压电路等。

  该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器,开关频率为150KHz,与低频开关调节器相比较,可以使用更小规格的滤波元件。由于该器件只需4个外接元件,可以使用通用的标准电感,这更优化了LM2596的使用,极大地简化了开关电源电路的设计。

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