稳压电源现代电子技术与应用.ppt

现代电子技术及应用现代电子技术及应用北京信息科技大学北京信息科技大学北京信息科技大学北京信息科技大学光电信息与通信工程学院光电信息与通信工程学院光电信息与通信工程学院光电信息与通信工程学院1集成线性稳压器集成线性稳压器开关电源开关电源电压基准电压基准第七章第七章 集成稳压电源与集成稳压电源与电压基准电压基准 27.1 7.1 基本概念基本概念一、一、稳压电源和电压基准概述稳压电源和电压基准概述稳压电源可分为线性稳压电源：简单，效率低开关稳压电源：结构复杂，效率高，噪声高37.1 7.1 基本概念基本概念1.电压调整率电压调整率 电压调整率给出了输入电压变化时电源保持预定输出电压的能力，也叫线路调整率(LineRegulation)。另一种定义方式为二、二、常用参数常用参数47.1 7.1 基本概念基本概念2.电流调整率电流调整率 电流调整率给出了负载变化时电路保持预定输出电压的能力，所以也叫负载调整率(LoadRegulation)。另一种定义方式为57.1 7.1 基本概念基本概念3.温度系数温度系数 温度系数用来度量改变温度条件下电路维持预定输出电压的能力。另一种定义方式为67.2 7.2 集成线性稳压电源集成线性稳压电源一、一、线性稳压电源的原理线性稳压电源的原理串联反馈式稳压电源 VIVOV-VBVBEICVCEVO 77.2 7.2 集成线性稳压电源集成线性稳压电源二、二、集成线性稳压电源集成线性稳压电源1.1.固定式三端集成固定式三端集成稳压稳压器器 参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V极限参数输入电压（VO=5V、12V和15V）35V工作温度范围 0至+70最大节点温度 150贮存温度范围 -65至+150 87.2 7.2 集成线性稳压电源集成线性稳压电源式三端集成式三端集成稳压稳压器器 参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V97.2 7.2 集成线性稳压电源集成线性稳压电源参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V应用应用电流源电流源例：采用例：采用LM317LM317设计一个设计一个1A1A电流源，已知输入电压为电流源，已知输入电压为12V12V，并求负载电阻范围。并求负载电阻范围。107.3 7.3 单片开关电源单片开关电源一、效率一、效率调整管消耗的能量：参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V1.1.线性稳压电源的效率线性稳压电源的效率 117.3 7.3 单片开关电源单片开关电源2.开关稳压电源的效率开关稳压电源的效率调整管消耗的能量：参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V127.3 7.3 单片开关电源单片开关电源二、开关稳压电源的原理二、开关稳压电源的原理开关占空比：参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V1.1.降压型开关稳压电源降压型开关稳压电源 137.3 7.3 单片开关电源单片开关电源2.降压型降压型开关稳压电源的原理开关稳压电源的原理参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V降压型开关稳压电源的等效电路 147.3 7.3 单片开关电源单片开关电源3.升压型升压型开关稳压电源开关稳压电源开关占空比：参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V157.3 7.3 单片开关电源单片开关电源4.反相型反相型开关稳压电源开关稳压电源开关占空比：参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V167.3 7.3 单片开关电源单片开关电源三、三、单片开关稳压电源单片开关稳压电源参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V1 1.单片开关稳压电源单片开关稳压电源LM2576LM2576177.3 7.3 单片开关电源单片开关电源2.LM2576典型应用典型应用 参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5VLM2576典型应用电路 187.3 7.3 单片开关电源单片开关电源3.LM2576反相型应用反相型应用 参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5VLM2576反相型应用电路 197.4 7.4 电压基准电压基准一、一、基本概念基本概念电压基准的作用是产生一个稳定的输出VO，以用作其他电路的标准。电源、A/D、D/A、V/F、F/V、VCO、传感器电路等系统都需要某种基准。电压基准与稳压电源的区别在于，电压基准的精确度和稳定性要求非常严格，而稳压电源的电流输出能力要大得多。电压基准的种类很多，从稳压原理上分有能隙式电压基准、齐纳电压基准等。参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V207.4 7.4 电压基准电压基准二、两端型电压基准二、两端型电压基准 两端型电压基准在应用时可等效成一个稳压二极管，使用方法也与稳压二极管一样，需要串联电阻后接电源，从器件两端输出稳定的电压。这种电压基准的精确度、温度漂移和动态内阻等参数都远优于普通的稳压二极管。其工作电流与向负载提供的电流有密切关系，负载电流越大，其工作电流就越小。两端型电压基准又可称为分流型电压基准（Shunt Voltage Reference）。参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V217.4 7.4 电压基准电压基准两端型电压基准两端型电压基准LM4030LM4030 LM4030是一款高精度的分流型电压基准，输出电压的精度可达0.05%，温度漂移系数可到10ppm/。VV。参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V227.4 7.4 电压基准电压基准三、三、三端型电压基准三端型电压基准 从应用的角度看，三端型电压基准相当于一个高精度、高稳定度的串联型线性稳压电源，使用方法也与线性稳压电源基本一致。有些三端型电压基准也可称为串联型电压基准（Series Voltage Reference）。三端型电压基准有固定电压输出、可调电压输出和多电压输出三种输出形式，输出电压一般低于输入电压。该器件自身的工作电流非常小，负载电流与自身的工作电流没有直接关系，输入输出之间的额定落压电压也很小，功耗非常低。参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V237.4 7.4 电压基准电压基准1.三端型电压基准三端型电压基准AD780AD780 AD780V或3V输出，输出电压的精度可达1mV，温度漂移系数可到3ppm/。AD780还提供一个温度输出端，该端输出的电压能随环境温度线性变化，变化率大约为2mV/。利用该端，AD780还可以作为温度传感器使用。参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V247.4 7.4 电压基准电压基准2.AD780AD780应用应用 AD780典型应用电路。RPOT和R1的作用是微调输出电压，若不需要进行误差调整则可以省略。参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V257.4 7.4 电压基准电压基准AD780作为温度传感器使用时的电路。通过调节电位器，该电路的输出可以精确地实现10mV/。参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V参 数条 件MinTypMin单位输出电压，4.855.2V电压调整率，50mV电流调整率，1050mV静态电流，8mA输出噪声电压，40V纹波抑制比f=120Hz，6280dB落差电压，2.0V输出电阻f=1kHz8m短路电流2.1A峰值电流2.4A平均温度系数，0.6mV/C最小输入电压，7.5V26