电源管理IC培训讲义

讲师：周胜国2007.02.06电源管理IC有关介绍概述:任何电子设备都需要一个或几个输出电压恆定的直流电源。通常的作法是将市电降压、整流、滤波、稳压、输出一直流电压供装置使用。在电源集成运用中，电源管理IC有独到之处，应用最广泛。下面就简要介绍一下有关电源管理IC的一些特征。1.电源管理IC的分类：集成稳压器的种类较多，可按以下几方面来分类A、按工作方式可分为：串联调整式稳压器（即由等效电阻的变化来保持电压不变），大多数集成稳压器属于这一类。并联调整式稳压器（调整元件与负载并联，由并联元件等效电阻的变化来保证输出电压不变）。开关调整式稳压器（调整元件工作于开关状态，用改变其开启和关闭的时间保证输出电压不变）B、按外形结构可分为：多端稳压器（它的管脚数超过3个）。三端稳压器（它的管脚数与晶体三极管三脚相同）。固定式稳压器（输出电压出厂前已调整在标准值，使用时不需要调整）。可调式稳压器（它的输出电压可通过外接元件在较大范围内调整）。C、按电压调整又分为：2.其具体介绍如下:如正输出的78××系列，78后面的数字代表该稳压IC输出的正电压数值，单位为V。例如7806既表示稳压输出为＋6V（相对于公共地端）；7812表示稳压输出为＋12V等。有的型号在前面和后面还有一个或几个英文字母，如W78××、AN78××、L78××CV等等。前面的字母称“前缀”，一般是各生产厂家的代号；后边的称“后缀”，用以表示输出电压容差和封装外壳的类型等。如负输出的79××系列，负输出与正输出比较，除输出电压为负电压、引脚排列不同外，其命名方法、外型等均与78××系列相同。三端固定输出稳压IC（有正负输出电

压两类）：三端可调输出稳压IC（有正负输出电

压两类）：

此处的三端是指电压输入端、电压输出端和电压调整端。在电压调整端外接电位器后可对输出电压进行调节，其主要特点是使用灵活。如正输出国标通用的LM117系列、（LM217、LM317）、LM123系列、LM140系列、LM138系列、LM150系列等；与之对应的负输出也各有一个系列。这类稳压器的命名方法无明显规律，封装也各异。开关型稳压器(如：MC34060/35060，TL494/TL495)ＡＣ－ＤＣ变换模块(如：PS0500-5)ＤＣ－ＤＣ变换器(如：MC34063/35063/33063，ICL7660，RC4191/92/93)常见稳压器的外形封装如下图所示。78××79××78××79××地地地地输入输出输入输出地地输出输入TO－202TO－220TO－92××SOT-2238-PinSOPMarkingTO-263-5(U)Marking12453SOT-253.电源管理IC的工作原理和主要技术

参数：

主要稳压器工作原理：如下图所示

:启动电路恒流源基准电压误差放大调整管安全工作区保护短路保护过热保护图一：78××系列稳压器电路框图输入地调整管输出RscRaRb～～恒流源基准电压保护功率转换整流滤波低通滤波整流滤波控制电路自动保护图二：LM317系列稳压器电路框图图三：开关稳压电源方框图Ui＋－R1R2Uo～220V/50Hz高压DC脉宽调制低压DC取样N1N2如图一所示：是78××系列稳压器的电原理框图。由图可见，它与一般分立件组成的串联调整式稳压电源十分相似，不同的是增加了启动电路、恒流源以及保护电路。为了使稳压器能在比较大的电压变化范围内正常工作，在基准电压形成和误差放大部分设置了恒流源电路。启动电路的作用就是为恒流源建立工作点。RSC是过流保护取样电阻；Ra、Rb组成电压取样电路，实际电路是一个电阻网络构成，在输出电压不同的稳压器中，采用不同的串、并联接法，形成不同的分压比，通过误差放大之后去控制调整管的工作状态，以形成和稳定一系列预定的输出电压，因此在图一中将Ra画成可调电阻形式。

79××系列稳压器也是一种串联调整稳压电源，但它的调整管处于共射公作状态，属集电极输出稳压电路，其工作原理与78××系列类似如图二所示：LM317系列可调稳压器的电原理框图。电路的基准电压为1·25V，此电压接在误差放大器A的同相输入端和芯片的电压调整端（Adj）之间，并由一个50uA的超级恒流源供电。显然，如果将调整端直接接地，则输出电压Uo固定为1·25V。实际使用时，LM317采用悬浮式工作，即由外接电阻R1、R2来设定输出电压。根据LM317内部电路详图，经推导计算可得出：Uo≈1·25(1＋R2/R1)(V)，具体过程从略。如上所述，若将调整端接地，则相当于使R2=0，所以Uo≈1·25V。集成稳压IC的保护电路比较完善，它们在IC发生过流、过热时，自动关闭输出。所以集成稳压IC在实际使用中较少损坏。

如图三所示：220V50Hz的交流电先经过输入端低通滤波器进行整流滤波形成电压较高的直流电。控制电路产生固定频率、一定脉宽的脉冲信号驱动功率转换电路。这种脉冲信号的脉冲宽度受控于控制电路，称脉宽调制信号（PWM）。功率转换电路在脉冲信号驱动下，在脉冲变压器次级形成高压脉冲。经变压后的脉冲再由高频整流滤波后形成低压直流电。自动保护电路在电源出现故障时，使电路自动停止工作。开关稳压电源实质上是一种交流－直流－交流－直流的变换器。和模拟稳压电路相比，开关稳压电路具有损耗小、效率高、温升低，稳压范围宽，体积小、重量轻等突出的优点，但也有射频干扰强等缺点。开关稳压电源在声像设备和微型计算机中获得广泛应用。开关稳压电源的核心是控制电路。其它类型:

AC－DC变换模块PS0500－5是一种新颖的超小型AC－DC转换模块，它可以将交流输入电压直接转换成＋5V直流电压输出，并且交流输入与直流输出是隔离的。

DC－DC变换器主要用在直流供电系统。它可将电池供电电压转换成不同极性与数值的稳定直流输出。重點集成稳压器的参数:电压调整率：

它是表示当输出电流和环境温度不变时，由于输入电压的变化所引起的输出电压的相对变化量。也就是指在负载不变情况下，单位输出电压和输入电压相对变化的百分比。电压调整率有时也用在某一输入电压变化范围内的输出电压变化量表示。该参数表征了稳压器在输入电压变化时稳定输出电压的能力。电流调整率：

它是指当输入电压和环境温度保持不变时，由于输出电流的变化所引起的输出电压的相对变化量。电流调整率有时也用负载电流变化时输出电压变化量表示。该参数也是表示稳压器负载调整能力。

输出阻抗：

在规定的输入电压和输出电流的条件下，当输出端上所测得的交流电压与交流之比。输出电压长期稳性：输入电压、输出电流及环境温度保持不变时，在规定时间内稳压输出电压的最大相对变化量，通常用ppm/△t表示，△t为时间变化范围。输出电压温漂：

在规定温度范围内，当输入电压和输出电流保持不变时，由温度的变化所引起的每单位的变化率。该参数表示稳压器输出电压的温度稳定性。纹波抑制比：

当输入输出条件保持不变时，输入的纹波电压峰

—峰值与输出的纹波电压峰值之比。该参数表示稳压器对输入端所引入的纹波电压的抑制能力。最大输入电压：

最大输入电压是指稳压器安全工作时允许外加的最大电压。它主要决定于稳压器中有关晶体管的击穿电压。最小输入输出电压差：

是指使稳压器能正常工作的输入电压与输出电压之间的最小电压值。对于串联调整稳压器，它就是调整元件上的最小电压差，这和调整管的饱和压降等有关，通常为1.5～5V。为确保输出电压的稳定，有时该数值还高。输出电压：

输出电压是指稳压器的参数符合规定指标时的输出电压。对于固定输出稳压器它是常数；对于可调式输出稳压器，表示用户可通过选择取样电阻而获得的输出电压范围。其最小值受到参考电压限制，最大电压则由最大输入电压和最小输入输出电压差决定。最大输出电流：

稳压器尚能保持输出电压不变的最大输出电流，一般也认为它是稳压器的安全电流。稳压器最大功耗：

稳压器的功耗由稳压器内部电路的静态功耗和调整元件上的功耗两部分组成，对于大功率稳压器，功耗主要决定调整管的功耗。稳压器允许功耗与调整管结构、稳压器封装及散热等情况有关。稳压器的应用及注意事项:集成稳压电路品种很多，从调整方式有线性的和开关式的；从输出方式上有固定和可调式的，每种稳压器又有正、负压及跟踪式，每类产品根据外形又分三端及多端，根据电流大小也有不同分类。每类产品都有其自身的特点和适用范围，因此在选用集成稳压电路时，要考虑设计的需要和可能及性能价格比，才能做到物尽其用，性能最佳。因三端稳压器优点比较明显，使用操作都比较方便，选用时应优先考虑。在装入电路前，一定要清楚各端子的作用，避免接错。使用时，对要求加散热装置的，必须加装符合要求