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电源设计中几种线性稳压器的选择参考

2013-10-23 15:56
黯影冰风
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  每种线性稳压器都有各自的优缺点,最终得由设计师根据压差、接地电流和稳定性补偿方法等要求,确定某种类型稳压器是否适合设备使用。

  电压差和接地电流值主要由线性稳压器的旁路元件(pass element)确定,电压差和接地电流值定了后就可确定稳压器适用的设备类型。目前使用的五大主流线性稳压器每个都具有不同的旁路元件(pass element)和独特性能,分别适合不同的设备使用。

  标准NPN稳压器的优点是具有约等于PNP晶体管基极电流的稳定接地电流,即使没有输出电容也相当稳定。这种稳压器比较适合电压差较高的设备使用,但较高的压差使得这种稳压器不适合许多嵌入式设备使用。

  对于嵌入式应用而言,NPN旁路晶体管稳压器是一种不错的选择,因为它的压差小,而且非常容易使用。不过这种稳压器仍不适合具有很低压差要求的电池供电设备使用,因为它的压差不够低。它的高增益NPN旁路管可使接地电流稳定在几个毫安,而且它的公共发射极结构具有很低的输出阻抗。

  PNP 旁路晶体管是一种低压差稳压器,其中的旁路元件就是PNP晶体管。它的输入输出压差一般在0.3到0.7V之间。因为压差低,因此这种PNP旁路晶体管稳压器非常适合电池供电的嵌入式设备使用。不过它的大接地电流会缩短电池的寿命。另外,PNP晶体管增益较低,会形成数毫安的不稳定接地电流。由于采用公共发射极结构,因此它的输出阻抗比较高,这意味着需要外接特定范围容量和等效串联电阻(ESR)的电容才能够稳定工作。

  由于P沟道FET稳压器具有较低的压差和接地电流,因此目前被广泛用于许多电池供电的设备。该类型稳压器将P沟道FET用作它的旁路元件。这种稳压器的电压差可以很低,因为很容易通过调整FET尺寸将漏-源阻抗调整到较低值。另一个有用的特性是低的接地电流,因为P沟道FET的“栅极电流”很低。然而,由于 P沟道FET具有相对大的栅极电容,因此它需要外接具有特定范围容量与ESR的电容才能稳定工作。

  N沟道FET稳压器非常适合那些要求低压差、低接地电流和高负载电流的设备使用。用于旁路管采用的是N沟道FET,因此这种稳压器的压差和接地电流都很低。虽然它也需要外接电容才能稳定工作,但电容值不用很大,ESR也不重要。N沟道FET稳压器需要充电泵来建立栅极偏置电压,因此电路相对复杂一些。幸运的是,相同负载电流下N沟道FET尺寸最多时可比P沟道FET小50%。

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