線性穩(wěn)壓器有哪些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？開關(guān)頻率如何影響穩(wěn)壓器設(shè)計？

穩(wěn)壓電源（stabilized voltage supply）是能為負(fù)載提供穩(wěn)定的交流電或直流電的電子裝置，包括交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩大類。

當(dāng)電網(wǎng)電壓或負(fù)載出現(xiàn)瞬間波動時，穩(wěn)壓電源會以10-30ms的響應(yīng)速度對電壓幅值進(jìn)行補償，使其穩(wěn)定在±2%以內(nèi)。穩(wěn)壓器分為兩類： 線性和開關(guān)式。

開關(guān)穩(wěn)壓器根據(jù)開關(guān)和能量存貯部件的排列，產(chǎn)生的輸出電壓可以大于或小于輸入電壓，并且可以用一個穩(wěn)壓器產(chǎn)生多個輸出電壓。在大多數(shù)情況下，在同樣的輸入電壓和輸出電壓要求下，脈沖（降壓）開關(guān)穩(wěn)壓器比線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換電源的效率更高。

開關(guān)穩(wěn)壓器可將直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為施加到電源MOSFET或BJT開關(guān)上的開關(guān)電壓。經(jīng)過濾波的電源開關(guān)輸出電壓則反饋到可控制電源開關(guān)開啟和關(guān)閉時間的電路上，這樣輸出電壓可保持恒定，無論其輸入電壓或負(fù)載電流是否變化。

1. 開關(guān)穩(wěn)壓器有哪些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)？

有三種常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：降壓型、升壓型和降壓/升壓型。其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括反激式、SEPIC、Cuk、推挽、正向、全橋和半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2. 開關(guān)頻率如何影響穩(wěn)壓器設(shè)計？

更高的開關(guān)頻率意味著，穩(wěn)壓器可使用更小的電感和電容。這還意味著更高的開關(guān)損耗和更大的電路噪聲。

3. 開關(guān)穩(wěn)壓器有哪些損耗？

打開和關(guān)閉MOSFET所需的功率會引起損耗，并與MOSFET柵極驅(qū)動器相關(guān)。同樣，從導(dǎo)通狀態(tài)切換至非導(dǎo)通狀態(tài)需花費一定的時間，因此會產(chǎn)生MOSFET功耗。此外，閾值電壓和柵極電壓之間的MOSFET柵極電容充電和放電所需的能量也會引起損耗。

4. 線性和開關(guān)穩(wěn)壓器的常見應(yīng)用有哪些？

給定輸入和輸出電壓，線性穩(wěn)壓器的功耗與輸出電流成正比，因此典型效率可為50%或更低。通過優(yōu)化器件，開關(guān)穩(wěn)壓器可實現(xiàn)90%的效率。然而，線性穩(wěn)壓器的噪聲輸出遠(yuǎn)低于同一輸出電壓和電流要求的開關(guān)穩(wěn)壓器。通常情況下，相比線性穩(wěn)壓器，開關(guān)穩(wěn)壓器能驅(qū)動更高的電流負(fù)載。

5. 開關(guān)穩(wěn)壓器如何控制其輸出？

開關(guān)穩(wěn)壓器需要通過某種方式改變其輸出電壓以響應(yīng)輸入和輸出電壓變化。一種方法是使用PWM控制相關(guān)電源開關(guān)的輸入，從而控制其開關(guān)時間(占空比)。工作時，穩(wěn)壓器的濾波輸出電壓會反饋到PWM控制器來控制占空比。若濾波輸出發(fā)生變化，則施加到PWM控制器上的反饋會改變占空比以維持恒定的輸出電壓。

6. 哪些設(shè)計規(guī)格對穩(wěn)壓器IC很重要？

基本參數(shù)包括輸入電壓、輸出電壓和輸出電流。根據(jù)具體應(yīng)用，其他參數(shù)可能也很重要，如輸出紋波電壓、負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)、輸出噪聲和效率。線性穩(wěn)壓器的重要參數(shù)包括壓差、PSRR (電源抑制比)和輸出噪聲。