Существует два типа стабилизаторов напряжения: линейные и импульсные.

В линейных стабилизаторах используются активные (BJT или MOSFET) токопропускающие устройства (последовательные или параллельные), управляемые дифференциальным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Он сравнивает выходное напряжение с прецизионным опорным напряжением и регулирует проходное устройство для поддержания постоянного выходного напряжения.

Регулятор переключения преобразует входное напряжение постоянного тока в напряжение переключения, которое подается на силовой MOSFET или BJT-переключатель. Отфильтрованное выходное напряжение силового переключателя подается обратно на схему, которая управляет включением и выключением силового переключателя, так что выходное напряжение остается постоянным независимо от изменений входного напряжения или тока нагрузки.

2 Какие бывают топологии импульсных регуляторов?

Существуют три распространенные топологии: buck, boost и buck/boost. Другие топологии включают flyback, SEPIC, Cuk, push-pull, forward, full-bridge и half-bridge.

3 Как частота переключения влияет на конструкцию регулятора?

Более высокая частота переключения означает, что в регуляторах можно использовать меньшие индуктивности и конденсаторы. Это также означает более высокие потери при переключении и больший шум в цепи.

4 Каковы потери в импульсных регуляторах?

Мощность, необходимая для включения и выключения МОП-транзистора, вызывает потери и связана с драйвером затвора МОП-транзистора. Аналогично, переключение из проводящего состояния в непроводящее занимает определенное время и, следовательно, приводит к рассеиванию мощности МОП-транзистора. Кроме того, энергия, необходимая для заряда и разряда емкости затвора МОП-транзистора между пороговым напряжением и напряжением затвора, также вызывает потери.

5 Для каких целей обычно используются линейные и импульсные регуляторы?

При заданном входном и выходном напряжении рассеиваемая мощность линейного регулятора пропорциональна выходному току, поэтому типичный КПД может составлять 50 % или менее. Оптимизируя устройство, импульсные регуляторы могут достигать КПД 90 %. Однако при одинаковых требованиях к выходному напряжению и току шумовой выход линейного регулятора намного ниже, чем у импульсного. Как правило, импульсные регуляторы могут управлять более мощными токовыми нагрузками, чем линейные регуляторы, и поэтому их можно использовать в качестве источника питания.

6 Как импульсный регулятор управляет своим выходом?

Импульсный регулятор должен каким-то образом изменять свое выходное напряжение в ответ на изменения входного и выходного напряжения. Один из подходов заключается в использовании ШИМ для управления входом соответствующего силового переключателя, тем самым контролируя время его переключения (рабочий цикл). Во время работы фильтрованное выходное напряжение регулятора подается обратно на ШИМ-контроллер для управления рабочим циклом. Если отфильтрованное выходное напряжение изменяется, обратная связь, подаваемая на ШИМ-контроллер, изменяет рабочий цикл для поддержания постоянного выходного напряжения.

7 Какие конструктивные характеристики важны для ИС регулятора?

К основным параметрам относятся входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток. В зависимости от области применения могут быть важны и другие параметры, такие как выходное напряжение пульсаций, переходная характеристика нагрузки, выходной шум и эффективность. Важные параметры линейных регуляторов включают в себя отсечку, PSRR

(коэффициент отклонения источника питания) и выходной шум.