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熱敏電阻:線性穩壓器

發布時間:2018/7/24    訪問人數:1681次
熱敏電阻:線性穩壓器

要了解組件在電源中的作用,有必要了解電源工作的基本原理。許多工程師都記得設計一個如圖1所示的電路。該電路使用齊納二極管為負載(R2)提供恒定電壓。R1用于提供最小電流以保持齊納二極管處于恒定擊穿狀態,并提供負載電流。

高性能電阻器在電源設計中的幾種用途

圖1:一個簡單的齊納二極管穩壓器電路。

此類系統適用于功率較低且供電電壓和負載都相當穩定的電路。如果負載電流降低或電源電壓突然增加,則可能會超出齊納二極管的額定功耗。這種電路中的電阻很容易選擇,只要其額定功率符合齊納二極管和負載的組合功率要求即可。

對于供電電壓或負載可能變化的電源,串聯設計可以使用傳輸晶體管(pass transistor),這將確保負載電流穩定,并可將電壓輸出降低到所期望的范圍。

圖2示出了這種電路。這些設計通常使用IC或低壓差(LDO)穩壓器來調節負載電源。由R1和R2形成的分壓器感測并設置相對于參考電壓的電壓輸出。如果電路具有固定輸出,則分壓器位于內部;對于其它應用,可以在外部放置一兩個電阻。

選擇電阻值以提供所需的比率,最重要的考慮因素是精度。如果比較器電路具有高增益和高輸入阻抗,則可以使用圖1中的公式輕松計算最差情況下的數值,首先選R1最大值和R2最小值,然后選R2最大值和R1最小值。這些計算可顯示出與期望輸出的最大電壓偏差。

開關電源

由于串聯的傳輸器件和負載都會消耗能量,線性電源可能效率比較低。隨著負載上壓降的增加,效率會更低。

高性能電阻器在電源設計中的幾種用途

圖2:線性串聯穩壓器簡圖。

為提高效率,設計師經常使用另一種電源拓撲結構。開關電源(SMPS)采用未經調節的輸入直流電壓,并以高頻率(10kHz至1MHz)進行切換。占空比決定整流和平滑后的直流輸出電壓。

SMPS輸出的調節也使用分壓器,但是要調節開關頻率和占空比。通過避免線性穩壓器壓降帶來的損失,SMPS可實現高達95%的效率。由于高頻變壓器和濾波器/儲能電容器尺寸要小得多,SMPS也可能比類似功率的線性AC-DC電源設計更緊湊。

SMPS的主要缺點是它要求必須有最小負載,空載狀態可能會損壞電源。為避免這種情況,設計人員經常使用一個功率電阻作為假負載。如果主負載斷開,該電阻器可以用于吸收最小的特定負載電流。當然,假負載電阻也會有功耗,從而影響整體電源效率,因此在選定電阻時需要考慮這個因素。規避該問題的另一種方法是當負載開路時在輸出端使用分流電阻。出于安全目的,SMPS設計也會采用其它電阻器。低阻值、高功率電阻器通常可防止過壓情況。而限流設計則可防止短路。

時恒電子為中國電子元件行業協會(CECA)理事單位、中電元協敏感元器件與傳感器分會常務理事單位,中國電源學會會員單位,《電子元件與材料》常務理事單位。 時恒電子是集研發、生產、銷售為一體的民營科技企業,產品有全系列熱敏電阻NTC溫度傳感器、PTC熱敏電阻器和氧化鋅壓敏電阻器等敏感元器件,其中NTC熱敏電阻系列產品涵蓋了浪涌抑制、溫度補償、精密測溫、溫度控制等應用,是國內專業生產NTC熱敏電阻及其溫度傳感器的骨干企業。
時恒電子:http://www.ytdoc.com

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