bạn có đang thiết kế một chiến lược điều chỉnh nguồn điện cho máy tính cá nhân của bạn không? Hoặc bạn đang tùy chỉnh cấp nguồn cho bo mạch chủ của bạn? nếu có, điều quan trọng là phải nghĩ đến việc điều khiển cách tốt nhất để cung cấp điện cho các bộ phận. điều này rất phù hợp–đặc biệt là khi làm việc với các hệ thống số tốc độ cao. Vậy năng lượng có quan trọng không? Cho dù bạn sử dụng điện áp dây hoặc pin, bạn nên kiểm soát cường điện đầu vào ở mức tốt nhất của hệ thống. ví dụ, nếu bạn sử dụng pin, mạch ldo sẽ là lựa chọn lý tưởng. đó là vì bộ điều chỉnh tuyến tính cung cấp đủ điện áp. ngoài ra, nó cung cấp điện áp ổn định thấp hơn từ điện áp đầu vào.
Điều đó có nghĩa là, chúng tôi sẽ trình bày chi tiết về LDO bằng cách nhấn mạnh các yếu tố, nguyên tắc làm việc, ứng dụng, v. v..
Bắt đầu nào!
LDO là gì?
LDO là từ viết tắt của từ bỏ học. bạn cũng có thể gọi nó là một bộ điều chỉnh tuyến tính bão hòa hoặc mất mát thấp. và nó hoạt động ở mức PD thấp (điểm khác biệt điện năng) giữa điện áp đầu vào và đầu ra.
bộ điều chỉnh ldo chỉ nhận các điện áp đầu vào lớn hơn so với điện áp đầu ra yêu cầu. điều này là vì thiết bị này là một bộ chuyển đổi điện xoay chiều dc với điện áp nhập thay thế. Do vậy, chế độ chênh lệch là sự khác biệt nhỏ nhất giữa điện đầu vào kết nối và điện áp đầu ra được yêu cầu hoặc điện đầu vào.
Ngoài ra, mặc dù hiệu quả năng lượng thấp của thiết bị, nó có thể hoạt động ổn định ở khoảng 1V áp suất thấp. bộ ổn định tuyến tính cũng có thể cung cấp các mức điện áp khác nhau với đầu ra ổn định.
Hơn nữa, điện áp đầu ra của LDO không liên quan đến việc giải phóng pin, nhiệt độ, mất điện và chấp nhận tải. Ví dụ, pin lithium-ion của bạn có điện áp đầu vào trong phạm vi từ 2,7 V đến 4,2 V. 2,7 V có nghĩa là pin đã được giải phóng hoàn toàn, và 4,7 V có nghĩa là pin đã được sạc đầy đủ. Vì vậy, nếu điện áp pin của bạn giảm xuống dưới 3V, LDO có thể giữ đầu ra của bạn ở 2.5V.
các yếu tố của cơ quan quản lý ldo là gì?
các phần tử hoặc cấu phần chính của ldo bao gồm:
bộ khuếch đại tín hiệu lỗi
bộ khuếch đại lỗi trong mạch điện
nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
Nếu bạn đang thiết kế một bộ khuếch đại lỗi LDO, điều quan trọng là phải giảm dòng điện càng nhiều càng tốt. Tại sao? bởi vì các transistor có khả năng điện rất lớn. vì vậy, điện trở đầu ra của bộ khuếch đại nên rất thấp.
thêm vào đó, bộ khuếch đại lỗi có hai đầu vào. trường hợp đầu tiên là bộ phân điện giảm điện áp đầu ra. Tiếp theo là điện áp tham chiếu. do đó, khi bạn so sánh hai đầu vào, bộ khuếch đại lỗi sẽ thay đổi điện trở của các thành phần truyền.
các phần tử truyền
các cấu phần truyền trong một bảng mạch
nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
bộ khuếch đại sai sót điều khiển các thành phần truyền tín hiệu bên trong vòng phản hồi. các cấu phần truyền dẫn giúp chuyển điện áp từ đầu vào đến tải. ngoài ra, bạn có thể sử dụng nmos và pmos như các cấu phần pass.
khi bạn nhìn vào mạch điện, bạn sẽ nhận thấy vo kết nối với v 1. Ngoài ra, các transistor PMOS cần một điện áp tối thiểu để điều chỉnh đúng cách và giữ cho nó ướt.
và điện áp nguồn tối thiểu v 2 chịu trách nhiệm cho điện áp tối thiểu. Tuy nhiên, phải lưu ý rằng các linh kiện điều chỉnh PMOS không phù hợp với các thiết bị điện áp cực thấp.
Ngoài ra, bạn có thể sử dụng các transistor NMOS để nhận được điện áp, đầu ra và đầu vào chế độ thấp. Điều tuyệt với LDO dựa trên các cấu phần truyền (NMOS) là đầu ra của bộ điều chỉnh được đặt ở nguồn của một bóng bán dẫn. ngoài ra, nmos được cấu hình bộ theo vết nguồn.
điện áp tham chiếu
yếu tố này là điểm bắt đầu của bất kỳ bộ điều chỉnh nào, vì nó đặt điểm làm việc của bộ khuếch đại lỗi. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng một nguồn điện áp cơ sở kết hợp băng vì nó cho phép bạn làm việc với điện áp nguồn thấp.
bộ thở đầu ra
khả năng đầu ra mạnh mẽ
nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
Trong trường hợp tải nhanh, dung tích đầu ra cho phép LDO chuyển dòng điện vào trong tải và bộ khuếch đại lỗi bắt đầu thiết lập.
Hơn nữa, ESR của bộ phận cảm biến đóng một vai trò quan trọng bởi vì nó hạn chế điện áp chảy từ bộ phận cảm biến vào tải. Do vậy, nếu bạn sử dụng dung lượng 1F trong phạm vi ESR (10 đến 300 M Ohm), bạn có thể sử dụng các loại dung lượng sau đây:
các thùng điện tử thấp
bộ cảm biến gốm sứ
bộ điện phân tử polymer
phản hồi
các cấu phần này giúp giảm đi điện áp đầu ra. ngoài ra, nó cho phép bạn so sánh điện áp cơ bản và điện áp đầu ra bằng cách sử dụng bộ khuếch đại lỗi.
Đặc điểm của LDO
LDO hoạt động như thế nào?
mạch điều chỉnh điện áp ldo
nguồn: các nguồn tài liệu chia sẻ
các cấu phần chính của ldo là nguồn điện áp cơ sở, các cấu phần truyền và một bộ khuếch đại lỗi. Thành phần truyền tải là P kênh FET hoặc N kênh FET. Vì vậy, nó đầu tiên áp dụng điện áp đầu vào vào các thành phần truyền tải (N kênh bán dẫn transistor).
sau đó, các transistor làm việc trong các vùng tuyến tính để giảm điện áp đầu vào. quá trình này tiếp tục cho đến khi điện áp đầu vào đạt đến điện áp đầu ra ưa thích. tại thời điểm này, bộ khuếch đại lỗi xác định điện áp đầu ra. sau đó, bộ khuếch đại lỗi sẽ so sánh hai tham số (đầu ra và điện áp cơ bản).
Hơn nữa, bộ khuếch đại lỗi sẽ thay đổi cổng của FET đến đúng điểm làm việc. vì vậy, nó giúp đảm bảo rằng đầu ra có một điện áp chính xác. Vì vậy, khi điện áp đầu vào thay đổi, bộ khuếch đại lỗi sẽ điều chỉnh FET để có điện áp đầu ra cố định.
điều gì sẽ xảy ra khi điều kiện hoạt động ổn định? LDO hoạt động như một điện trở đơn giản. ngoài ra, bạn có thể bật hoặc tắt điều khiển bằng cách cho phép các chân. chức năng này giúp người dùng tránh sử dụng pin khi không sử dụng ldo.
khi nào bạn sử dụng ldo?
các mạch điện ldo tiên tiến khác
LDO nâng cao được thiết kế để cung cấp điện áp tham chiếu cho người dùng. nó làm cho thiết bị có thể được lập trình.
thông thường, ldo có thể đi qua tần số cao. tất cả là nhờ vào dung tích phân tán theo đường chéo với đầu ra. nhưng các nhà thiết kế mạch tập trung vào bộ lọc đầu ra của bộ điều chỉnh đa cấp. thật không may, họ không chú ý đến việc nhập dữ liệu.
vì vậy, bạn có thể sử dụng bộ lọc emi để nâng cao ldo. như vậy, thiết bị của bạn sẽ phù hợp với các tiêu chuẩn emc/ cispr. điều thú vị là, tính chất này rất quan trọng để tạo ra sự hài hòa cao với bộ điều chỉnh công tắc.
Ngoài ra, bạn có thể thêm các khía cạnh khác cần thiết để cải thiện việc phân bố điện của hệ thống (như mô phỏng và số).
chọn các tham số quan trọng cho ldo
sau đây là các tham số quan trọng cần xem xét trước khi chọn ldo:
điều chỉnh tải
tham số này chỉ ra khả năng của mạch để duy trì một điện áp đầu ra cụ thể trong các điều kiện tải khác nhau.
Load Regulation = ∆Vout/ ∆Iout
dòng điện tĩnh
Tĩnh là một trạng thái ngủ đông. Do vậy, dòng điện tĩnh là dòng điện mà hệ thống tiêu thụ trong chế độ chờ (standby). ngoài ra, điều này chỉ xảy ra khi pin được kết nối với thiết bị của bạn.
tính năng tức thời
phản ứng tạm thời mô tả sự khác biệt điện áp đầu ra tối đa cho phép khi thay đổi dòng điện. bạn cũng có thể gọi một câu trả lời dòng. tham số là một chức năng như sau:
dòng điện tải tối đa (iout tối đa)
các thiết bị điện đầu ra
giá trị điện năng đầu ra (cout)
bộ thở thông qua (cb)
công thức cho phản hồi tạm thời là:
∆Vtr, max = (Iout, max / Cout + Cb) ∆t1 + ∆VESR
Tốc độ điều chỉnh đường dây
Tỷ lệ điều chỉnh đường là khả năng của mạch để duy trì một điện áp đầu ra cụ thể ở các điện áp đầu vào khác nhau. Bạn có thể nói thế này:
Line Regulation = ∆Vout / ∆Vin
PSRR (Tỷ lệ khử nguồn điện)
pssr của ldo là thời gian mà thiết bị có thể loại bỏ các linh kiện ca. một ví dụ điển hình của các cấu phần điện tử là điện áp. Vì vậy, bạn có thể sử dụng phương trình sau đây:
PSRR (dB) = 20 log (Vripple (in)/ Vripple (out))
các ứng dụng cho mạch điện tử ldo
bạn có thể sử dụng mạch ldo trong các ứng dụng sau:
nguồn điện tuyến tính hiệu quả cao
máy tính
bộ điều chỉnh sau smps và mô-đun dc/ dc
liên lạc không dây và có dây
ứng dụng xe hơi
các thiết bị có pin
các quy định vpp/ vccpcmia
ứng dụng công nghiệp
nguồn điện hạt nhân số
Lời cuối cùng
mạch điện tử ldo đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp điện tử. sau tất cả, hầu hết các nguồn điện cần một bộ điều chỉnh tuyến tính để có điện áp lý tưởng. Do vậy, thiết bị này rất phù hợp với các dự án yêu cầu một nguồn đầu ra cố định mà không bị ảnh hưởng bởi giảm áp nhập.
ngoài ra, bạn có thể tham chiếu các bộ phận chính của bảng mạch. Anh nghĩ sao về LDO? Xin vui lòng liên lạc với chúng tôi để biết thêm thông tin.