电源管理简介：电压稳压器IC

对抗电气工程师的根本挑战是有效地转换我们的电源电压有进入我们的电源电压需要。电子设备的电能源可以是电池产生的稳定的3V电源，由“墙上疣”AC-TO-DC电源模块或高度变量产生的噪声28 V飞机电力总线12V。太阳能电池板产生的电压。

这些电源虽然在应用环境和性能特征方面肯定多样化，但至少有一件事：它们通常不提供工程师对他或她的电路所需的确切类型的电源电压。电源设计的本质正在将系统提供的电源电压转换为电源电压，该电源电压将允许电路一致地满足其功能要求。这是通过的电压调节但是，尽管可以使用离散组件创建电压调节器电路，但是现在也更常用电源管理集成电路（PMICS）。

线性与切换

基于如何控制输出晶体管，可以将电压调节器IC分为两种广泛类别。如果晶体管的电导率以连续方式变化，则调节器被描述为线性。如果晶体管在零导通和完全传导之间反复切换，则我们有一个交换或者切换模式调节器。

线性调节器

线性稳压器具有误差放大器，可将调节器的输出电压与内部参考电压进行比较。如下图所示，误差放大器驱动连接在输入节点和输出节点之间的输出晶体管。这负面反馈配置允许电压调节器尽管输入电压和负载电流变化，但仍保持恒定输出电压。

该图中的两个电阻形成了一个分压器，用于确定参考电压和输出电压之间的数学关系。

线性调节器中的晶体管正常运行，如可变电阻器。电阻元件的功率耗散等于电流乘以电流;因此，如果输入电压和输出电压之间存在很大差，则线性调节器将相对于所需的负载电流浪费大量功率。换句话说，线性调节器可以非常效率低下- 能够用于为电路供电的能量只是因为我们需要将高电源电压转换为较低的电源电压而被耗尽。

线性调节器IC很受欢迎，因为它们很小，非常易于使用，并且在敏感的模拟应用中，避免通过开关模式调节产生的噪声可能是很重要的。但是，当效率是一个重大问题时，设计人员通常会使用开关调节器。

开关调节器

切换模式调节比线性调节更有效，因为输出晶体管就像一个打开的开关一样（即阻挡电流）或关闭（即，通过电阻非常少的电流）。当电流流过晶体管时，其电阻低，因此功耗也很低。

开关调节器 - 在接受DC输入时也称为DC / DC转换器，并产生DC输出 - 进入各种电路拓扑，并且开关稳压器IC可以非常复杂。

这是一个基本的降压转换器拓扑。

高电流数字IC经常由开关模式稳压器供电;数字电路由于开关噪声而受到负面影响，并且提高的效率延长了电池寿命并减少了发热。然而，在某些情况下，由调节器的切换动作产生的噪声可能是有问题的，并且设计人员必须采取措施来降低噪声幅度或抑制可能干扰其他电路或设备的电磁排放。以下示波器屏幕捕获使您了解开关噪音的样子。

其他类型的电力IC

线性和开关模式电压调节器不是唯一提供电力相关功能的组件。PMIC类别还包括专门的电池充电器;栅极驱动器，产生用于控制晶体管的高电流信号;LED驱动器，该驱动器经过优化，可用于提供发光二极管所需的电流;和导师如果电压低于阈值，则监视电源电压并产生复位或通知信号的电路。

结论

本章介绍了集成电路的概念，解释了模拟电子产品和数字电子之间的差异，并引入了各种类型的模拟，数字和电源管理IC。雷竞技最新app下一章提供了对特别有趣和有用的集成电路 - 运算放大器的广泛介绍。