雖然電源技術(shù)已經(jīng)日新月異,各種高效率、高集成度、高性能的器件不斷推出,但根據(jù)全球最大的元器件搜索引擎Findchips2017年的搜索記錄統(tǒng)計(jì),排在前10的穩(wěn)壓器件仍然是比較經(jīng)典的一些老器件,畢竟這些器件能夠滿足多數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景,并且具有很高的性價(jià)比。
1、78xx
最經(jīng)典的線性穩(wěn)壓器件,結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,只需在輸入端和輸出端各搭配一個(gè)電容就可以工作,也被稱為三端穩(wěn)壓器。相信很多工程師在高校學(xué)習(xí)模擬電路課程的時(shí)候就開始了解這個(gè)器件了。很多原廠都做這個(gè)器件,功能和管腳都兼容,你可以看到MC78xx、LM78xx等等。xx表示了穩(wěn)壓輸出的電壓值,比如LM7805即為穩(wěn)壓輸出為5V的穩(wěn)壓器,MC7824為穩(wěn)壓輸出為24V的穩(wěn)壓器。
78xx系列的器件輸出電流也有不同,比如LM7805的輸出電流為最大1A,LM78M05的輸出電流最大為500mA,而LM78L05的輸出電流最大為100mA,它們的封裝也不同,只有100mA的78L05的封裝可以小得像三極管一樣。78xx系列的器件要求輸入電壓和輸出電壓之間的壓差為2.5V以上。其轉(zhuǎn)換效率為Vout/Vin,比如輸入12V的電壓,得到5v的穩(wěn)壓輸出,其效率為5/12=41.6%,如果負(fù)載電流達(dá)到1A的情況下,7805器件上的熱損耗高達(dá)(12-5)*1=7W,這就是為什么很多78xx系列的器件上必須加上散熱片的緣故;
2、79xx
可以看成是78xx的夫妻檔,經(jīng)常配對(duì)使用。78xx得到的是對(duì)地正電壓,79xx得到的是對(duì)地負(fù)電壓,除此之外跟78xx一樣;
3、LM317/LM117
上面的78xx和79xx的器件輸出電壓是固定的,不可調(diào)整,LM317則是輸出電壓可以調(diào)節(jié)的線性穩(wěn)壓器,也有不同的封裝支持不同的電流輸出,最大輸出電路可以高達(dá)1.5A;也要求2.5v以上的壓差才能正常穩(wěn)壓工作,也具備78xx一樣的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn);
4、1117系列
非常經(jīng)典的LDO線性穩(wěn)壓器,相比于78xx和LM317系列的器件,它要求的輸入電壓和輸出電壓的差值為1.2V,因此可以廣泛用在電池供電的便攜式系統(tǒng)里面,比如通過4節(jié)1.25V的電池(滿電量的時(shí)候達(dá)到5V),電量不足到4.5V電壓的時(shí)候依然能夠通過1117-3.3得到3.3V的穩(wěn)壓輸出供板子上的3.3V電路工作。很多廠商都有1117的版本,比如TLV1117、LT1117、AMS1117、LM1117等,其輸出電壓也有多種固定值的版本以及輸出可調(diào)的版本??梢哉f是78xx和LM317的最佳替代,當(dāng)然1117的輸出電流只有最高800mA,很多小封裝的版本也不適合在大電流的情況下很大的壓差工作;
5、LP5907
上面講的1117壓差還要1.2V,依然很高,來自TI的LP5907的壓差則可以做到典型值120mV,甚至負(fù)載電流更小的時(shí)候能夠在50mV的壓差下得到穩(wěn)壓輸出。就這個(gè)電路本身而言,可以獲得比較高的效率,比如從開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的3.3V電壓上得到3.0V的低紋波電壓,能夠完美滿足3V供電的射頻電路或模擬電路的需求,而效率可以高達(dá)90%;它的最大輸出電流為250mA,能夠滿足很多便攜式產(chǎn)品模擬或射頻部分的供電需求;
6、TPS51200
也是來自于TI的LDO,專用于各種DDR存儲(chǔ)器的供電系統(tǒng)中,由于幾乎所有的高速運(yùn)行的嵌入式系統(tǒng)都會(huì)用到DDR存儲(chǔ)器,因此該器件被廣泛采用也就不稀奇了。通過外部的分壓電阻實(shí)現(xiàn)不同輸出電壓的控制給該器件的使用帶來了高度的靈活性,它的輸出電流高達(dá)3A,因此滿足高速存儲(chǔ)器對(duì)電流的要求。
以上是基于線性穩(wěn)壓變換的幾個(gè)經(jīng)典器件,不同的壓差,不同的電流,滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用,用戶根據(jù)需求進(jìn)行合理的選擇。線性穩(wěn)壓的主要優(yōu)點(diǎn)是低噪聲,因此廣泛被用于模擬電路、射頻電路的供電中,其缺點(diǎn)則是只能做降壓使用,如果產(chǎn)生比輸入電壓高的輸出活著反壓,線性穩(wěn)壓器就無能為力了。這就是開關(guān)穩(wěn)壓器的天下了,我們?cè)賮砜?款經(jīng)典的開關(guān)穩(wěn)壓芯片:
7、MC34063A
印象中這個(gè)器件的效率比較低(現(xiàn)在看來開關(guān)頻率只有100KHz),對(duì)外圍器件的要求還是蠻高的(由于開關(guān)頻率較低,要得到較大的電流輸出,所需要的電感的個(gè)頭就要比較大),我們的工程師調(diào)試起來還是費(fèi)了不少勁的。從指標(biāo)上看這個(gè)器件的靈活度很高,可以降壓、升壓、反壓,并且非常非常的便宜,不少做模擬器件的廠商都有以這個(gè)型號(hào)命名的版本,也可見其經(jīng)典;
8、LM2576
看起來很簡(jiǎn)單,外圍電路看起來像線性穩(wěn)壓器,但用開關(guān)變換的方式,因此可以在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)獲得較高的效率,可以用在不太care電源紋波(比如數(shù)字器件的供電)的場(chǎng)合替代掉78xx、317以及1117等,大名鼎鼎的TI(收購(gòu)過BB和NS)和Motorola血統(tǒng)的OnSemi都有這個(gè)番號(hào)的版本,可見其受歡迎程度也是很高的;
9、LMZ21701
這也是TI的一款號(hào)稱可以替代LDO的開關(guān)器件,工作頻率高達(dá)2.5MHz,因此此部分的電路可以做的非常的小,在能夠供電1A的情況下可以輸出常用的1.2V、1.8V、2.5V、3.3V以及5V,并且有可調(diào)輸出的版本,是不是看起來跟1117很像?當(dāng)然它比1117效率高,但價(jià)格也貴;
10、LTM464
一眼看上去就是“貴”價(jià)格高出其它器件一個(gè)數(shù)量級(jí),為什么還那么Popular?主要是因?yàn)榧啥缺容^高吧,能夠提供4路輸出并且擁有嬌小的身姿,可以說是現(xiàn)在高速的處理器、FPGA最佳的供電選擇,不要被1000顆200多元的價(jià)格嚇到,如果你是個(gè)大客戶,真的在做量比較大的產(chǎn)品,這個(gè)價(jià)格的彈性會(huì)非常大,關(guān)鍵的是其相當(dāng)高的集成度以及內(nèi)部的時(shí)序控制、保護(hù)電路等都是你用很多器件堆不出來的。
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