1、三类基本电源 IC 的拓扑和原理1、LDO 是最简单的一类电源管理 IC,其主要结构如下图所示:一个导通管,一个误差放大器,一个基准电压源,两个取样电阻。图 1 LDO 拓扑结构输入 Vin 和输出 Vout 之间的电压差降落在 PNP 导通管上面;当输出 Vout 变的比设定的输出电压大时,两个电阻采样的信号就会变大,误差放大器通过比较采样信号和内部基准源,从而放大输出级信号,PNP 导通管基极信号的变大使其导通电阻变大,由于流过的电流不变,这样提高了加在 PNP 导通管上面的电压,使输出电压降低,整个回路是一个负反馈的过程,稳定了输出电压。当输出 Vout 变的比设定的输出电压小时,两个电
2、阻采样的信号就会变小,误差放大器通过比较采样信号和内部基准源,从而减小输出级信号,PNP 导通管基极信号的变小使其导通电阻变小,这样降低了加在 PNP 导通管上面的电压,使输出电压提高。LDO 就是不断的重复这两个负反馈过程,实现了稳压。2、DC/DC 升压 IC 的主要结构如下图所示:图 1 DC/DC 升压电路拓扑结构当开关管基极加高电平导通时,电流按回路 1 流通,流过电感的电流线性上升,电感上产生电压VL,根据下式可以计算出电感上电压的大小 ()diLVt在这个过程中电感储存能量;整个负载由输出电容 Cout 供电。当在一个开关周期内开关管关闭时,电流按回路 2 流通,这时电感的电压反
3、相以保持输出电流的方向,并给输出电容 Cout 充电,在这个过程中电感释放能量;输出电压为 VoutVbatVL,Vout 比 Vbat高,实现升压。图 3 为电感在升压过程中的电流和电压波形图 3 流过电感的电流和对应的电压波形以上描述的是在电感电流连续的情况下电路的工作原理。3、DC/DC 降压 IC 的主要结构如下图所示:图 4 DC/DC 降压电路拓扑结构当开关管基极加高电平导通时,整个电路的电流按回路 1 流通,电感电流线性上升,电感储存能量,并给输出电容 Cout 充电。图 5 流过电感的电流和对应的电压波形当开关管关断时,整个电路与 BAT 断开,这时电感电压反相,作为系统电源给 Cout 充电。其降压原理可以由以下公式计算:10()DTVbatoudtIL 10()2DTVoutdIL1I2tVbaD1 为开关管导通的时间在整个周期中所占的比例, D2 为关断时间所占的比例, T 为一个开关周期。可以看到 D11,整个系统为降压电路。以上描述的是在电感电流连续的情况下电路的工作原理。