电路板或格式电子系统中有各式各样的电源电路,隔离型、非隔离型,AC-DC、DC-DC,升压、降压等。他们都是为负载供电,负载多种多样,对应电源也多种多样。
1.1电源系统概述
这里讲述的电源是指一种电能转换装置。我们常见电源家族如图1.1所示,不同颜色连接线代表不同形式的电能,它们之间存在电能之间的转换,而实现这种电能转换的装置就是电源。
从图1.1中可以看出,电池和市电一般不能直接给电子系统供电,使用时需要先将电能转换到Power 1线路中,以提供给其它模块使用。其中电池可以通过升压或者降压的DC-DC电源来实现电能转换,市电则可通过AC-DC电源进行电能转换。在对电源要求不高的场合,如充电器、LED驱动和电机驱动等应用中,Power 1可以直接提供电能
在过去,AC-DC电源经常使用一个工频变压器降压,然后通过整流滤波电路的线性电源获得Power 1,这样的电源体积大,而且效率不高,随着开关电源技术的发展和推广,这种线性电源逐渐被开关电源代替,并得到广泛应用。许多公司陆续推出高性能的AC-DC电源芯片,如安森美(ON)推出的NCP1075,不仅效率高、静态功耗小,而且外围器件非常少、电路简单,如图2所示,即便是菜鸟,也能很快上手,大大减少了电源开发难度和缩短了开发周期,非常有利于开关电源的推广。
高效率准谐振(QR)和高功率因数单级PFC反激电源也得到了快速发展,可能很快成为AC-DC电源主流,代表IC如安森美(ON)推出的NCP1380和NCP1247。
在运算放大器、传感器、MCU和基准源等应用中,它们对电源的纹波噪声和电压精度要求比较高,那么Power 1还需要经过线性电源转换到Power 4线路中,才能给其系统供电。传统的线性电源一般采用NPN机构作为功率管,或者用达林顿结构功率管,如图3所示,LM7805和LM317等,都是这种结构。这类电源的特点是要求输入电压比输出电压高1.5V以上,如果输入输出压差比较小,这种稳压方式就不能满足要求了。
为了解决低压差问题,以PNP作为功率管的新品种——LDO应运而生。因为使用PNP作为功率管,如图4所示,所以输入输出的压差可以很低,如美国的MPS公司的MP20049,输入输出压差可以小到50mV,非常适用于低压差的场合。