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硬件工程師需要掌握的線性穩(wěn)壓器的七大特性(2)

作者:硬件那點(diǎn)事兒 時(shí)間:2024-02-26 來(lái)源:今日頭條 收藏

前言

上一篇文章我們講解了七大特性中的輸入電壓,輸出電壓精度,輸出電壓范圍,輸出電流等特性參數(shù),今天咱們繼續(xù)講解壓差,瞬態(tài)響應(yīng)特性,紋波抑制比。

本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/202402/455704.htm

特性參數(shù)

1)壓差

輸入和輸出之間的關(guān)系

壓差電壓是指執(zhí)行調(diào)節(jié)操作所需的最小的輸入和輸出電壓之差。很多人會(huì)把壓差電壓和的電壓降弄混了,舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),如果輸入為12V,輸出為5V,那么壓差電壓是7V嗎?答案是不一定,為什么說(shuō)不一定呢?如果輸入為12V,輸出為5V,首先我們肯定的一點(diǎn)是線性穩(wěn)壓器的壓降肯定是7V,為什么壓差電壓未必是7V呢?所謂壓差電壓,就是當(dāng)輸入電壓和輸出電壓的差值低于壓差電壓時(shí),線性穩(wěn)壓器就無(wú)法維持調(diào)節(jié),所以如果壓差電壓是7V,那么在這個(gè)例子中,壓差電壓和電壓降都是7V。

顯然,線性穩(wěn)壓器的輸入輸出電壓差不能低于壓差電壓,那么壓差電壓受哪些因素影響呢?比較重要的兩個(gè)因素就是輸出電流和溫度,由下面兩個(gè)曲線可知,輸出電流越大,壓差電壓就越大,溫度越高,壓差電壓也越大,所以我們?cè)谶x型時(shí),要根據(jù)自己的最大負(fù)載電流和最高溫度來(lái)選定線性穩(wěn)壓器的型號(hào),避免當(dāng)溫度過(guò)高或者輸出電流過(guò)大時(shí),壓差電壓增大,輸入輸出電壓差無(wú)法滿足要求。

壓差電壓和輸出電流

壓差電壓和溫度

2)瞬態(tài)響應(yīng)特性

輸出電流快速增大導(dǎo)致的輸出電壓波動(dòng)

當(dāng)輸出電壓由于負(fù)載電流的變化而波動(dòng)時(shí),線性穩(wěn)壓器試圖將輸出電壓恢復(fù)到原始的電壓。從輸出電壓開始變化到返回原始電壓的時(shí)間稱為瞬態(tài)響應(yīng)特性。說(shuō)白了,就是對(duì)負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)特性。任何設(shè)備的狀態(tài)更改時(shí),都需要一些時(shí)間來(lái)響應(yīng)更改。當(dāng)輸出負(fù)載變化非常快時(shí),線性穩(wěn)壓器的反饋(調(diào)節(jié))環(huán)路的響應(yīng)無(wú)法趕上它,從而產(chǎn)生一種現(xiàn)象,當(dāng)負(fù)載電流迅速增加時(shí),輸出電壓下降,并且當(dāng)負(fù)載電流突然下降時(shí)上升。

負(fù)載電流突然下降,輸出電壓瞬時(shí)上升

所以負(fù)載電流突然變化時(shí),瞬態(tài)響應(yīng)特性至關(guān)重要。當(dāng)輸出電壓由于負(fù)載波動(dòng)而顯著變化時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)諸如電路意外復(fù)位或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤之類的問(wèn)題。為了將這些問(wèn)題出現(xiàn)的可能性降至最低,需要選擇具有良好瞬態(tài)響應(yīng)特性的線性穩(wěn)壓器。

3)紋波抑制比

紋波抑制比是描述輸入紋波電壓與輸出紋波電壓變化關(guān)系的量,紋波抑制比通常表示為dB。例如,紋波抑制比為60 dB,意味著輸出紋波減小到輸入紋波的1/1000,換句話說(shuō)也就是100 mV的紋波減小到0.1 mV。

特別是當(dāng)輸入紋波較大時(shí),紋波抑制比是一個(gè)重要因素。通常,紋波抑制性能會(huì)隨著頻率的增加而下降。因此,當(dāng)紋波頻率較高時(shí),線性穩(wěn)壓器的紋波抑制功能可能無(wú)法正常工作。下圖說(shuō)明了線性穩(wěn)壓器的紋波抑制特性。抑制比相對(duì)于頻率下降,在80 kH時(shí),紋波抑制比約為8 dB,僅相當(dāng)于1 / 2.5抑制。相比之下,開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)頻率已從數(shù)百kHz提高到兆赫。如果600 kHz開關(guān)穩(wěn)壓器中的紋波為100 mV,則抑制后仍會(huì)保留40 mV紋波。在線性穩(wěn)壓器后面增加濾波電容就可以增大紋波抑制比,這也是線性穩(wěn)壓后面一般會(huì)有輸出電容的原因,電容要選用低ESR的濾波電容。

紋波抑制比隨頻率變化關(guān)系

輸出電容對(duì)紋波抑制比的改善

 總結(jié)

到這里,線性穩(wěn)壓器的七大特性就講完了,大家覺得怎么樣呢?有什么問(wèn)題記得評(píng)論留言哦。



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