電源功耗101

在最基本的術(shù)語(yǔ)中，降壓調節器需要一個(gè)輸入電壓并將其轉換為負載所需的較低電壓。有電壓調節器，線(xiàn)性和開(kāi)關(guān)式兩大類(lèi)。線(xiàn)性調節器的工作原理是吸收在輸入和輸出之間的能量差而開(kāi)關(guān)穩壓砍下輸入電壓，然后平均切碎電壓，以提供適當的輸出電壓。

電壓調節器，它被放置在靠近設備或裝置作其電源通常被稱(chēng)為點(diǎn)負載的調節器。這種類(lèi)型的調節器通常接收來(lái)自包含在PCB上的電壓總線(xiàn)其輸入。

有評估電源用于特定應用時(shí)，應考慮幾個(gè)參數。

靜態(tài)電流 - 電流的IC的量消耗時(shí)，它不輸出電流和它的輸入沒(méi)有騎自行車(chē)。

效率 - 定義為功率的成調節器電路的輸出功率由調節器遞送的比率。功率輸入包括靜態(tài)電流，由于傳送到負載的寄生部件和功率損耗。

等效串聯(lián)電阻 - 中的調整器電路中使用的電容器的電阻性分量。注意需要支付的輸出的電容器的ESR。

該環(huán)路 - 定義為所有影響的穩壓器的輸出和穩定的元素。這包括塊作為功率級，誤差放大器，調制器，以及補償電路。

另外，如圖1所示，與電源有關(guān)的幾個(gè)其它規格影響其操作。

TJ-MAX - 最高允許溫度在IC的連接點(diǎn)被允許實(shí)現。

TA - 定義為空氣中的調節器的附近的環(huán)境溫度。

RTHETA-JA - 從結到環(huán)境的熱阻。這包括從結到外殼的熱阻抗的情況下到PCB，并且PCB對空氣。

VFB - 用于設置輸出電壓的反饋電壓。 R1和R2創(chuàng )建一個(gè)電阻分壓器從VOUT形成VFB。誤差放大器的工作，以保持VFB等于VREF。

的電壓調節器的定義圖像

圖1：電壓調節器的定義。

線(xiàn)性調節器經(jīng)常使用，因為其易用性并且通常具有非常低的元件數量的要求。這種類(lèi)型的調節器的等效于一個(gè)可調電阻這滴VIN和VOUT并試圖保持VOUT恒定。以下是尋找一個(gè)線(xiàn)性穩壓器關(guān)鍵參數的列表：

輸入輸出電壓差 - 這是需要高于VOUT，以保持適當的規管的最小電壓。

低壓降(LDO) - 這是一種調節其功能時(shí)VDROPOUT是非常小的。

穩定域 - 線(xiàn)性穩壓器，其輸出將保持穩定的區域。它給出了不同的輸出電容和取決于輸出電容器的ESR。

PD-MAX - 一個(gè)設備可以消散由下式給出的最大功率。它被定義為T(mén)J-MAX和TAMBIENT由RTHETA-JA劃分的差異。能夠找出最大允許輸出電流是通過(guò)組合和重新排列功耗的公式。

線(xiàn)性穩壓器可以被分類(lèi)為集成或離散的(如圖2)。一個(gè)集成的線(xiàn)性調節器具有集成在包中的傳輸元件。分立式解決方案具有外部旁路元件。反饋元件可以或可以不被集成為任何一個(gè)分立的或集成的調節器。在SC339是一個(gè)離散的線(xiàn)性調節器的一個(gè)例子。所述SC4215H是一個(gè)集成的線(xiàn)性穩壓器的一個(gè)例子。

集成的圖像與離散線(xiàn)性穩壓器

圖2：集成與離散線(xiàn)性穩壓器。

在圖3所示的例子中，在VIN被定義為3.3伏和VOUT被定義為2.5V。我們首先通過(guò)選擇R 2為10千歐。從公式計算R1和使用0.5 V的VREF將值從數據表中，我們拿出所需的R1 40kΩ的值。我們已經(jīng)定義了TAMBIENT為50℃。從數據表中，我們發(fā)現了TJ-MAX值定義為125°C和RTHETA-JA定義為36°C /瓦。有了這些值，我們可以計算出最大可輸出電流，這是2.6 A.

線(xiàn)性穩壓器的例子形象 - SC4216H

圖3：線(xiàn)性穩壓器的例子 - SC4216H。

數據表指出10 F每輸出電流的放大器是需要防止從下垂輸入到調節器。為了支持計算上一張幻燈片的全電流，需要至少26μF。由于電容器的公差，最低為33μF的電容應選擇。除了大容量電容，4.7μF的陶瓷被推薦直接放在旁邊的穩壓器的VIN引腳。對于輸出，每輸出電流放大器10μF相同的規則建議。這將導致33μF被用于輸出相同的值。它來(lái)觀(guān)看所述輸出電容器的ESR，以確保不穩定性的區域不輸入是很重要的。雖然圖中沒(méi)有為33μF的電容給出，我們可以給出兩個(gè)圖之間進(jìn)行內插，并使用一個(gè)5毫歐的ESR保持穩定。此外，還建議使用旁邊的VOUT引腳一個(gè)0.1μF的電容。