低成本高效益的電源設(shè)計(jì)方案詳細(xì)說(shuō)明

　　有些應(yīng)用需要寬松的輸出調(diào)節(jié)功能以及不到 20mA 的電流。對(duì)這樣的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，采用分立組件打造的線性穩(wěn)壓器是一種低成本高效益的解決方案（圖 1）。而對(duì)于具有嚴(yán)格的輸出調(diào)節(jié)功能并需要更大電流的應(yīng)用，則可使用高性能的低壓差線性穩(wěn)壓器 （LDO）。

　　有兩個(gè)與圖 1 所示電路相關(guān)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。第一個(gè)挑戰(zhàn)是要調(diào)節(jié)輸出電壓，第二個(gè)挑戰(zhàn)是要在短路事件中安然無(wú)恙。在這篇文章中，筆者將討論如何用分立組件設(shè)計(jì)穩(wěn)健的線性穩(wěn)壓器。下面是一個(gè)用來(lái)給微控制器供電的示例：輸入范圍：8.4V 至 12.6V。輸出范圍：1.71V 至 3.7V。最大負(fù)載電流：Io_max = 20mA。雙極型 NPN 晶體管的選擇 NPN 雙極型晶體管 Q1 是最重要的組件。筆者首先選擇了這種器件。該晶體管應(yīng)符合下列要求：集電極至發(fā)射極和基極至發(fā)射極的擊穿電壓應(yīng)超過(guò)最高輸入電壓 Vin_max。集電極最大允許電流應(yīng)超過(guò)最大負(fù)載電流 Io_max。除了這兩項(xiàng)基本要求之外，使用具有備選封裝的組件也是一個(gè)好主意。當(dāng)涉及到功耗時(shí)，擁有這種靈活性將會(huì)簡(jiǎn)化以后的設(shè)計(jì)過(guò)程。筆者為這種應(yīng)用選擇了具有備選封裝和不同額定功率的 NPN 晶體管。下面是筆者所用 NPN 晶體管的關(guān)鍵特性。當(dāng) IC = 50mA 時(shí)：直流（DC）電流增益 hFE = 60; 集電極 - 發(fā)射極最高飽和電壓 VCEsat = 300mV; 基極 - 發(fā)射極最高飽和電壓 VBEsat = 950mV。齊納二極管 Dz 的選擇輸出電壓等于反向齊納電壓 VZ 減去該晶體管基極至發(fā)射極電壓 VBE。因此，最低反向齊納電壓應(yīng)符合下述要求

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