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在上篇文章中，我們介紹了電源管理IC的基本知識和產品分類。今天我們將圍繞線性穩(wěn)壓器和開關穩(wěn)壓器的原理與功能展開討論。
線性穩(wěn)壓器原理
01串聯(lián)穩(wěn)壓器
如下圖所示，串聯(lián)穩(wěn)壓器不需要外部組件（需要輸入／輸出電容器）。MOSFET作為可變電阻進行工作，因此輸出電壓變?yōu)楹愣妷骸?/span>
MOSFET的漏極和源極之間的電位差（VIN－VOUT）×輸入電流（IIN）將產生損耗。例如，如果輸入是5V，輸出是3V，則效率是60%。這種穩(wěn)壓器適用于要求低噪聲和精確輸出電壓的電路電源。
02并聯(lián)穩(wěn)壓器
圖中虛線所包圍的區(qū)域是并聯(lián)穩(wěn)壓器中的IC。它需要三個外部電阻，內置的晶體管作為可變電阻進行工作，因此IK＋IOUT＝IIN＝常數。其結果是，在RSD處產生的電壓變?yōu)楹愣?，并且輸出電壓變?yōu)楹愣妷骸５溯敵鲭娏魍?，還需要通過晶體管的陰極電流。此外，在輸入側電阻RSD處存在電壓降，這將降低效率。它適用于開關電源參考電壓和開關電源光耦驅動電路等低電流（~20mA）應用。
開關穩(wěn)壓器的工作原理
01降壓型轉化器
降壓型轉化器是借著開關將直流電壓VIN做時間分割后，以電感和電容器使其平滑化來轉換成所希望的直流電壓。降壓型轉化器圖中顯示了電壓運動圖像。矩形波由MOSFET重復開關產生。該波作用于線圈，對矩形波進行平整（平均）后，可以得到所需的直流電壓。輸出電壓值則由矩形波占空比決定。
02升壓型轉化器
如升壓型轉化器圖中所示，當MOSFET接通時，電流主要流過線圈和MOSFET。此時，能量在線圈中積聚。線圈的工作旨在釋放積聚的能量并抑制電流的變化。當MOSFET關斷時，到此為止流過線圈的電流將失去方向。但由于線圈的持續(xù)電流特性，線圈端的電壓升高，電流流過二極管，電容器充電。這會導致超過輸入電壓的電壓產生。
LDO的功能
01欠壓鎖定（UVLO）
當輸入電壓降到規(guī)定的輸入電壓以下時，該功能使IC處于待機狀態(tài)，使得內部電路不會不穩(wěn)定發(fā)生故障。
02電流限制
當輸出端子VOUT進入非故意短路模式狀態(tài)時，該功能可防止由于器件本身發(fā)熱而導致的性能下降和損壞。過流保護有兩種類型：一種是同時降低輸出電流和輸出電壓的折疊型；另一種是在保持輸出電流恒定的情況下降低輸出電壓的限流型。
03熱關斷（TSD）
它是一種防止因顯著的環(huán)境溫升而導致器件性能下降和損壞，以及防止因意外的大電流負載等而導致器件本身發(fā)熱的電路。當內部溫度檢測電路檢測到指定溫度時，輸出晶體管被關斷。
04輸出放電
當輸出晶體管關斷時，VOUT的端子電壓可以根據連接到輸出端子的負載電容保持一定的時間。此電路將快速釋放積聚在負載側的電荷，并將VOUT端子電壓降至IC GND左右。
線性穩(wěn)壓器和開關穩(wěn)壓器是兩種常用的電源類型。兩者各有優(yōu)勢和缺點，在電路設計時，工程師需要根據電路需求，衡量尺寸、成本、穩(wěn)定性等因素，做出正確選擇并妥善實現(xiàn)方案。在下期的文章中，我們將繼續(xù)為大家介紹電源管理IC中的負載開關，敬請期待！
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