各种降压稳压器设计的工作原理及需要考虑的实际因素.doc
《各种降压稳压器设计的工作原理及需要考虑的实际因素.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《各种降压稳压器设计的工作原理及需要考虑的实际因素.doc(5页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、各种降压稳压器设计的工作原理及需要考虑的实际因素目前最常见的开关稳压器拓扑之一是降压型开关稳压器。降压稳压器IC通常采用内置控制器和集成FET进行降压转换。不仅如此,降压稳压器IC还可应用到各类设计中,如反相电源、双极性电源以及单个或多个独立电压输出的隔离电源。采用降压稳压器IC的降压转换器瑞萨电子ISL8541x系列降压稳压器IC具有集成的上管和下管FET、内部启动二极管和内部补偿,可最大限度地减少外部元件数量,实现非常小尺寸的整体解决方案。此外,该系列稳压器IC具有3V40V的宽输入电压范围,可支持多节电池和各种稳压电压输出。本文将以ISL85410降压稳压器IC为例详细解释各种应用设计。
2、电源设计中,当所需电压低于系统中的可用电压时,则需要使用降压转换器。例如,采用12V电池作为输入电压的系统,需要输出5V、3.3V或1.2V电压,以便为微控制器、I / O、存储器和FPGA供电。通过有效地将高电压转换为低电压,降压转换器可延长系统内的电池寿命、减少散热并提高可靠性。图1为使用ISL85410降压稳压器IC的降压转换器的简化原理图。图1:降压转换器的简化原理图输出电压与输入电压具有相同的极性,连续导通模式(CCM)中的电压转换率可表示为:(1)其中D是占空比,范围从0到1,表示输出电压(VOUT)始终小于或等于输入电压(VIN)。采用降压稳压器IC的反相电源虽然电子系统通常使用
3、正电压,但有时也需要使用负电压。在这种情况下,需要反相电源用正输入生成负电压。为满足这些应用需求,比较常见的解决方案之一是使用反相降压-升压转换器。图2比较了降压转换器与反相降压-升压转换器的功率级,表明可以通过切换FET Q2和电感L1来获得反相降压-升压转换器。这种拓扑变化会产生不同的电压转换比和输出电压的反相极性:(2)在反相降压-升压转换器中,输出电压幅度可以高于或低于输入电压,并且输出电压相对于输入电压源的接地是负的。图2:降压转换器和反相降压-升压转换器的功率级反相降压-升压转换器可采用高度集成的降压稳压器IC实现。如图3所示,使用ISL85410降压稳压器的简化电路。将降压稳压器
4、配置为反相降压-升压转换器时,需要注意两个重要区别。第一,输入电压的(VIN)返回(RTN)连接。图1所示的降压转换器,输入电压的RTN同时也是接地端(即降压调节器的AGND/PGND引脚),而在反相降压-升压转换器中输入电压的RTN和接地端不再相同。因此,在实现反相降压-升压转换器时,必须在VIN引脚和RTN(而非AGND/PGND引脚)上施加输入电压源。第二,VIN引脚上的电压应力需参考AGND引脚。无论输出电压如何,降压转换器中的电压始终等于输入电压(VIN)。相比之下,反相降压 - 升压转换器中的VIN引脚必须能够承受输入电压和输出电压之和(V IN + V OUT)。例如,在将24V
5、转换为-5V的设计中,VIN引脚上的电压应力为29V而不是24V。必须谨记VIN引脚上的电压应力不应超过IC数据表中规定的绝对最大额定电压。图3:简化的反相降压-升压转换器采用降压稳压器IC的双极性电源许多应用,如运算放大器和数据采集系统,都需要双极性5V或12V电源。一种常见的方法是使用单个开关调节器以及耦合电感器(通常也称为变压器)来产生负电压和正电压输出。图4展示了如何使用降压转换器和反相降压-升压转换器来生成双极性电源。如图4(a)所示,首先将ISL85410降压稳压器配置为调节正输出VOUT+的降压稳压器,然后通过增加额外的耦合绕组产生负输出VOUT-。若对正输出VOUT+就像在降压
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 各种 降压 稳压器 设计 工作 原理 需要 考虑 实际 因素
链接地址:https://www.31doc.com/p-3405265.html