電壓穩(wěn)壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

電壓穩(wěn)壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

為了進(jìn)一步理解線性型電壓穩(wěn)壓器的工作原理，首先考慮IC內(nèi)部的各模塊構(gòu)成和作用。

電壓穩(wěn)壓器的內(nèi)部大致分為4個(gè)模塊。

(a)基準(zhǔn)電壓 (VREF : Voltage Reference)

IC內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓。

電壓穩(wěn)壓器作為誤差放大器比較用的基準(zhǔn)電源使用。

在實(shí)際的IC中，誤差放大器以外的模塊也使用基準(zhǔn)電壓。

(b)反饋電阻（反饋電阻：RFB1、RFB2）

把輸出電壓分壓，產(chǎn)生誤差放大器的比較電壓。

在實(shí)際的IC中，通過改變RFB1和RFB2的比率，調(diào)整為輸出所需的設(shè)定輸出電壓。

(c)誤差放大器（Error AMP）

通過比較基準(zhǔn)電壓和反饋電阻的反饋電壓，控制驅(qū)動晶體管/FET以達(dá)到所需的設(shè)定輸出電壓。

由于電壓穩(wěn)壓器進(jìn)行負(fù)反饋控制，因此控制驅(qū)動晶體管/FET，使基準(zhǔn)電壓和反饋電阻的反饋電壓相同。 通過該負(fù)反饋操作，無論輸入電壓或輸出電流如何，調(diào)整驅(qū)動晶體管/FET的電阻值，使輸出電壓恒定。

(d)驅(qū)動晶體管/FET

根據(jù)來自誤差放大器的信號，變更電阻值的晶體管/FET。 一般使用Pch FET的產(chǎn)品很多，但也有使用Nch FET和PNP/NPN晶體管的產(chǎn)品。 即使晶體管/FET的種類不同，調(diào)整電阻值的作用是一樣的。

電壓穩(wěn)壓器的工作原理

關(guān)于電壓穩(wěn)壓器的工作原理，是根據(jù)輸入電壓和輸出電流調(diào)節(jié)驅(qū)動晶體管/FET 的電阻值，使輸出電壓保持恒定。在此說明如何根據(jù)輸入電壓和輸出電流，調(diào)節(jié)驅(qū)動晶體管/FET的電阻值，使輸出電壓保持恒定。 驅(qū)動器FET的電阻值控制是通過使用誤差放大器的反饋電路（負(fù)反饋電路）調(diào)整驅(qū)動器FET的柵極電壓（=誤差放大器的輸出）來進(jìn)行的。 具體來說，通過誤差放大器進(jìn)行“輸出電壓的分割電壓：FB”和“基準(zhǔn)電壓：VREF”的比較，調(diào)整驅(qū)動器FET的柵極電壓，使差值為零，從而使輸出電壓保持一定。 光是這個(gè)說明很難掌握其中的含義，所以用簡單的例子來了解誤差放大器的工作原理。

案例1:輸出電壓低于設(shè)定輸出電壓時(shí)

輸出電壓低于設(shè)定輸出電壓時(shí)，F(xiàn)B電壓低于誤差放大器的基準(zhǔn)電壓VREF，使誤差放大器的輸出電壓降低。 誤差放大器的輸出是輸入Pch驅(qū)動器FET的柵極，降低Pch驅(qū)動器FET的導(dǎo)通電阻“Ron”。 Pch驅(qū)動器FET的導(dǎo)通電阻“Ron”下降時(shí)，驅(qū)動器FET的電壓下降會減少，因此輸出電壓會上升。通過該操作，比設(shè)定輸出電壓低的輸出電壓會上升。 該操作將持續(xù)到輸出電壓等于設(shè)定輸出電壓值為止。

VOUT**↓** ? FB < VREF? Error AMP : Low ? Pch Driver “Ron↓”

也就是說

如果VOUT低于設(shè)定值，則降低Pch驅(qū)動器Ron，提高VOUT

由此，使VOUT穩(wěn)定在設(shè)定值。

案例2:輸出電壓高于設(shè)定輸出電壓時(shí)

輸出電壓高于設(shè)定輸出電壓時(shí)，誤差放大器的FB電壓高于基準(zhǔn)電壓VREF，使誤差放大器的輸出電壓上升。 誤差放大器的輸出是輸入Pch驅(qū)動器FET的柵極，提高Pch驅(qū)動器FET的導(dǎo)通電阻“Ron”。 Pch驅(qū)動器FET的導(dǎo)通電阻“Ron”上升時(shí)，驅(qū)動器FET的電壓下降會增加，因此輸出電壓下降。通過該操作，比設(shè)定輸出電壓高的輸出電壓會下降。 該操作將持續(xù)到輸出電壓等于設(shè)定輸出電壓值為止。

VOUT**↑** ? FB > VREF? Error AMP : High ? Pch Driver “Ron↑” 也就是說 如果VOUT高于設(shè)定值，則提高Pch驅(qū)動器Ron，降低VOUT 由此，使VOUT穩(wěn)定在設(shè)定值。

像這樣，通過監(jiān)視輸出電壓并進(jìn)行反饋，以“保持設(shè)定輸出電壓恒定”的方式進(jìn)行控制的是線性型電壓穩(wěn)壓器。

審核編輯：湯梓紅