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眾所皆知，電源電路設計，乃是在整體電路設計中最基礎的必備功夫，因此，在接下來的文章中，將會針對實體電源電路設計的案例做基本的探討。 電源device電路 ※輸出電壓可變的基準電源電路 （特征：使用專用IC基準電源電路） 圖1是分流基準（shunt regulator）IC構成的基準電源電路，本電路可以利用外置電阻 與 的設定，使輸出電壓在 范圍內變化，輸出電壓 可利用下式求得： ： 內部的基準電壓 。 圖中的TL431是TI的編號，NEC的編號是μPC1093，新日本無線電的編號是NJM2380，日立的編號是HA17431，東芝的編號是TA76431。 （特征：高精度、電壓可變） ※利用單電源制作正負電壓同時站立的電源電路 （特征：正負電壓同時站立） 雖然電池device的電源單元，通常是由電池構成單電源電路，不過某些情況要求電源電路具備負電源電壓。 圖3的電源電路可輸出由單電源送出的穩定化正、負電源，一般這類型的電源電路是以正電壓當作基準再產生負電壓，因此負電壓的站立較緩慢，不過圖3的電源電路正、負電壓卻可以同時站立，圖中的TPS60403 IC可使 的電壓極性反轉。 ※40V最大輸出電壓的Serial Regulator （特征：可以輸出三端子Regulator IC無法提供的高電壓） 雖然三端子Regulator IC的輸出電壓大約是24V，不過若超過該電壓時電路設計上必需與IC以disk lead等組件整合。 圖5的Serial Regulator最大可以輸出+40V 的電壓，圖中 D2 Zener二極管的輸出電壓被設定成一半左右，再用R7 VR1 R8 將輸出電壓分壓，使該電壓能與VZ2 的電壓一致藉此才能決定定數。必需注意的是R7 R8 若太大的話，會引發輸出電壓噪聲上升與波動等問題；反R7 R8之若太小的話，會有發熱耗損電力之虞，因此一般以R7 R8 2-5K 比較合適。 （特征：利用disk lead組件輸出高電壓） 圖6是可以輸出電壓為40-80 的Serial Regulator，由于本電路的輸出電壓非常高，因此無法使用OP增幅IC。圖中的VCEO是利用 120V的2SC2240-GR構成誤差增幅器。此外本電路還追加TR5 與Cascode增幅器，藉此改善誤差增幅器的頻率特性。 2SK373-Y是 VDS=100V的FET，它可以構成高耐壓的定電流電源。除了FET之外還可以使用最大使用電壓為100V ，定格電力為300MW ，石冢電子的定電流二極管E-202。 ※輸出電壓為 150V的高電壓Serial Regulator （特征：設有輸出短路保護電路） 如圖7所示本Serial Regulator的base的共通增幅電路與OP增幅器輸出端連接，因此可以輸出高電壓。如果輸出發生短路的話，TR3 的保護電路就會動作，TR3將流入120MA 限制在 范圍內，此時輸入電壓會施加至 TR2的drain與source之間，所以會有20W 左右的損失。 （特征：設有輸出短路保護電路） 如圖8所示誤差增幅器的基準電位與輸出電位連接，形成浮動增幅型Serial Regulator。雖然電源變壓器（transistor）必需使用誤差增幅器專用的繞線，不過誤差增幅器是由OP增幅器構成，因此非常適用于高電壓Regulator。此外為避免輸出短路時的大電力損失，因此保護電路具備倒V型特性。 （特征：無封裝面積變大之虞，可將線性電源變成switching電源） 三端子Regulator的損失若超過3W 時，冷卻片的面積會變得非常大，因此必需改用非線性而且效率極高較不易發熱的switching type DC-DC Converter，不過實際上由于DC-DC Converter使用的組件數量非常多，因此有可能造成封裝面積過大等問題。 如圖9所示若使用與三端子Regulator同級的T0-220封裝控制IC，就能獲得輸入電壓為8-24V ，輸出 5V，電流為3.5A 的Step Down Converter。這種Converter最大特征是結構簡單動作穩定，而且使用組件的數量非常少，因此不需刻意變更印刷電路板的pattern，或是擔心封裝面積變大等困擾，雖然價格稍為偏高不過Serial Regulator幾乎網羅所有的規格。 本電路是由外置的二極管（diode）、電容、線圈，以及設定電壓的電阻所構成，只有電容比較特殊必需使用switching電源專用低阻抗（impedance）type。 PQ1CG系列的產品幾乎函蓋擁所有電壓、電流規格，從2.5V 低輸出電壓到5A以下機型一應具全而且都已經商品化。表1是T0-220封裝非絕緣型Step Down Converter IC的規格一覽，表中的PQ1CG3032FZ第五根腳兼具soft start與ON/OFF功能，因此使用上非常方便。 ：VODJ輸出電壓調整端子；feedback： 輸出歸返（return）端子VC； ：位相補償用端子 ON/OFF：standby端子； ：輸入端子VIN； ：輸出端子VOUT；NS：國 家半導體。 表1 T0-220封裝的DC-DC Converter控制IC的規格 ※尋址Step Down Converter （特征：IC容易取得價格低廉） 圖10使用歷史相當長久的Step Down Converter控制IC，它的輸入電壓為8-16V ，輸出電壓為 5V 600MA。本Converter最大特點是價格低廉容易取得。圖中的MC34063（On Semiconductor Co）動作頻率被設為45KHZ ，因此線圈與電容器的外形可能會變大，不過只要印刷pattern設計得宜的話，上述問題對動作上尚不致構成困擾。 必須注意的是類似新日本無線的NJM2360與NJM2374A，雖然是特性相同的IC，不過結構上卻不相同，只有國家半導體的LM2574N-ADJ與Sunken的SAI01是尋址Step Down Converter用IC。 （特征：封裝面積小，操作簡易的DC-DC Converter） 圖11是利用尋址控制IC構成封裝面積很小的Step Down Converter，它的輸入電壓為6-16V ，輸出電壓為 5V 450MA。 圖中的MAX738 IC為8pin的DIP封裝，輸入端的積層陶瓷電容C2 必需貼近IC的lead 否則無法順利動作。本IC的動作頻率為160-170KHZ 左右，因此周邊的被動組件可以使用lead type。電容的等價串聯阻抗必需使用低于0.5歐 的type；線圈的inductance為100UH 或是 33UH ※效率95%的超小型Step Down Converter （特征：由5*5MM 的控制IC構成） 如圖12所示超小型Step Down Converter，是由外型尺寸為5*5MM 的IC與數個外置組件構成，本電 路內建兩個power MOSFET屬于同步整流type，它可以利用FBSEL端子的設定，使輸出電壓VOUT 作1.5 1.8 2.5V 三種切換。 （特征：適用于電池device等模擬電路電源） 以上內容來自: http://www.gtkjdg.com/ 未經允許，禁止轉載 |
