线性稳压和开关稳压对比
线性稳压电源
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优点：稳定性好，瞬态响应速度快，可靠性高，输出电压精度高，输出纹波电压精度小。
- 缺点：变换效率较低，尤其是在输入输出电压差较大的情况下。如果输出电流也较大，会有明显的发热发烫现象，甚至可能烧坏稳压器。
- 构成：线性稳压电源经过变压、整流、滤波、稳压实现电源稳压，如下图所示。
- 主要参数：
输出电压：低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。
固定输出电压稳压器：输出电压是经过厂家精密调整的，稳压器精度很高。
可调输出电压：根据稳压器ADJ引脚两端的电阻来调节输出电压。- 最大输出电流：输出电流越大的稳压器成本越高。
- 输入输出电压差：在保证输出电压稳定的条件下，该电压压差越低，线性稳压器的性能就越好。
比如，5.0V的低压差线性稳压器，只要输入5.5V电压，就能使输出电压稳定在5.0V。- 接地电流：串联调整管输出电流为零时，输入电源提供的稳压器工作电流。该电流有时也称为静态电流
负载调整率：线性稳压器负载调整率越小，说明LDO抑制负载干扰的能力越强。
- 电源抑制比：线性稳压器输入源往往许多干扰信号存在。PSRR反映了线性稳压器对于这些干扰信号的抑制能力。
- 原理：
图 1-1 是基本LDO 系统的框图，标注了相应的电流。从图中可以看出， LDO 由四个主要部分组成：
1. 导通晶体管
2. 带隙参考源
3. 运算放大器
4. 反馈电阻分压器
LDO的静态电流IQ是器件空载工作时器件的接地电流 IGND。IGND 是 LDO 用来进行稳压的电流。当IOUT>>IQ 时， LDO 的效率可用输出电压除以输入电压来近似地得到。然而，轻载时，必须将 IQ 计入效率计算中。具有较低 IQ 的 LDO 其轻载效率较高。轻载效率的提高对于 LDO 性能有负面影响。静态电流较高的 LDO 对于线路和负载的突然变化有更快的响应。
- 设计注意：
散热：
由于线性稳压器的特性决定，压差部分的功耗是要通过芯片本身的散热释放出去的。如果压差和电流较大，那么器件上消耗的功耗就会比较大，散热问题就必须考虑。如果在PCB设计的时候没有留下足够的散热空间，那么随着系统的运行，线性稳压器芯片就会越来越烫。在持续高温的环境下运行会严重影响系统寿命。
解决方法：
在电路设计时计算线性稳压器上消耗的功率，消耗功率大时增加散热片，通过在稳压器下面放置过孔，区域覆铜连接地。
压差：
线性稳压器可以稳定的压差有限制，在选择线性稳压器时应查阅手册，看选择的线性稳压器是否可以满足降压需求。
旁路电容的选择：
线性稳压器的外围电路就是几颗旁路电容。这几颗电容的选择也要参考器件的数据手册，一般情况在输入输出端接10uf和100nf的电容。旁路掉高频信号以及干扰。在原理图设计的时候，100nf的电容要尽量靠近线性稳压器。用来消除线性稳压器产生的噪声。
开关电源
- 优点：体积小，重量轻，功耗小，稳压范围宽，效率在80%~90%。
- 缺点：输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。
- 使用：在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器，就可以实现有源滤波，而且也可大大提高输出电压的稳压精度，同时 电源系统的效率也不会明显降低。
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构成：开关电源通过控制调整管的通断时间实现稳压。
Ui为整流滤波后的直流电压、Uo为转换后的直流输出电压、DC-DC转换器用于功率转换。
无论哪种开关电源，调整管总是工作在开关状态，驱动调整管的电压可以是方波脉宽调制电压，也可以是正弦波的谐振电压。
- 分类：
根据驱动电压可以分为自激式和他激式。
自激式：利用调整管，开关变压器辅助绕组构成正反馈，实现自激振荡，实现稳压。
他激式：使用专设振荡器产生脉冲控制调整管。
根据转换器电路结构方式分为非隔离型和隔离型。
非隔离型：输入和输出共地，适合低压直流转换的场合，包括降压式，升压式，升降压式。
隔离式：输入输出进行隔离。包括反激式，正激式，推挽式，半桥式，全桥式。
根据开关管的脉冲调制方式分为脉宽调制型，频率调制型，混合调制型。
脉宽调制型：通过改变开关管的导通时间来控制占空比，从而调节和稳定输出电压。
频率调制型：开关管的导通时间不变，通过改变开关管的脉冲频率来调节和稳定输出电压。
混合调制型：开关管的导通时间和脉冲频率都改变，没而来调节和稳定输出电压。
- 原理
如图 4-1 所示，降压开关稳压器是一种基于电感的转换器，用来把输入电压源降低至幅值较低的输出电压。输出稳压是通过控制 MOSFET Q1 的导通（ON）时间来实现的。由于 MOSFET 要么处于低阻状态，要么处于高阻状态（分别为 ON 和OFF），因此高输入源电压能够高效率地转换成较低的输出电压。
当 Q1 在这两种状态期间时，通过平衡电感的电压- 时间，可以建立输入和输出电压之间的关系。
对于 MOSFET Q1，有下式：
在选择电感的值时，使电感的最大峰 - 峰纹波电流等于最大负载电流的百分之十的电感值，是个很好的初始选择。
在选择输出电容值时，好的初值是：使 LC 滤波器特性阻抗等于负载电阻。这样在满载工作期间如果突然卸掉负载，电压过冲能处于可接受范围之内。
在选择二极管 D1 时，应选择额定电流足够大的元件，使之能够承受脉冲周期 （IL）放电期间的电感电流。
数字连接
在连接两个工作电压不同的器件时，必须要知道其各自的输出、输入阈值。知道阈值之后，可根据应用的其他需求选择器件的连接方法。表 4-1 是本文档所使用的输出、输入阈值。在设计连接时，请务必参考制造商的数据手册以获得实际的阈值电平。