IC設計基礎

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1、穩壓電源:LDO 和 DC-DC

可以把穩壓電源想象成爲如下的一種情形:當試圖從一個直徑較大的自來水管中取出連續不斷的且較小的水流時,可以採用兩種策略:
一種是使用一個轉接閥門,並將閥門開啓在較小位置,這就是線性電源的工作原理(可以將閥門看作晶體管)。線性電源的電壓調整晶體管上承受着很大的“壓力”(具體的表現是轉換爲熱能的形式散耗);
或者,可以改進一下,讓大水管的水流到一個比較大的“水桶”裏,小水管連接到這個水桶上取水,接着,需要做的就是斷續的打開/關閉大水管上的閥門,保證水桶內的水既不會完全沒有,也不會因爲太多而溢出——開關電源的基本原理就是如此。

LDO 原理

LDO即low dropout regulator,是一種低壓差線性穩壓器。
LDO 可以動態調整Vout電壓,如圖所示:
Vdd 爲輸入電壓。
Vout = ( Vdd/(Rds+R1+R2) ) * (R1+R2)
這邊利用運放中 Vbg=Vcmp, 當Vout 增大時,Vcmp>Vbg, Rds 會增大,從而使電流Id 變小,使Vout 減小。
當Vout 減小時,Vcmp<Vbg, Rds 會減小,從而使電流Id 變大,使Vout 增大。
在這裏插入圖片描述

DC-DC原理

降壓變換器如下(Vi > Vo):
降壓變換器原理圖如圖1所示,當開關閉合時,加在電感兩端的電壓爲(Vi-Vo),此時電感由電壓(Vi-Vo)勵磁,電感增加的磁通爲:(Vi-Vo)*Ton。

當開關斷開時,由於輸出電流的連續,二極管VD變爲導通,電感削磁,電感減少的磁通爲:(Vo)*Toff。
當開關閉合與開關斷開的狀態達到平衡時,(Vi-Vo)*Ton=(Vo)*Toff,由於佔空比D<1,所以Vi>Vo,實現降壓功能。

在這裏插入圖片描述

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