解析线性稳压器和开关电源的基本原理和应用

2024-09-25 TOPPOWER官网
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线性稳压器已使用很长时间,并且一直是电源转换中的关键元件,直到20世纪60年代开关电源SMPS的出现。线性稳压器的优点之一在于其简单性。包含可变电阻的电阻分压器以及可以调整该变量的反馈回路构成了产生降压稳压电压的基础。例如,该可变电阻可以是线性模式下的双极晶体管或场效应晶体管。集成线性稳压器IC只需要很少的外部元件,并且设计简单。这些稳压器中的输出电压纹波很低,有些仅产生几V的均方根噪声水平,因为没有开关元件。没有外部补偿回路也意味着更宽的控制回路带宽和更快的瞬态响应。线性稳压器的效率可以近似为:


h = 电压/输入电压


其中VO和VIN分别是输出和输入电压电平。因此,当VO远低于VIN时,效率会很低(例如,12V至3.3V的线性稳压器的效率仅为27.5%)。线性稳压器的另一个限制是它们无法提高电压电平(即在升压模式下运行)。因此,这些稳压器现在用于噪声和简单性优势占主导地位的应用中,尤其是在低功耗和低压差(即VO接近VIN)应用中。


在基于线性稳压器的电源中,输入交流线电压通常使用变压器降压至较低的交流电压水平。由于该变压器以50或60Hz的线路频率运行,因此体积较大。这一因素加上效率低下导致的热量损失(可能需要大型散热器),导致功率密度较低。


SMPS通过快速打开和关闭MOSFET等功率器件来工作。在降压转换器中(如图1所示),VO和VIN之间的关系可近似为:VO=VIN x D


其中D是开关器件Q的占空比(开关周期的导通时间百分比)。输出路径中的电感器L有助于维持电流流动,而续流二极管D1在开关器件关闭时完成电流路径。


图1:降压SMPS的简化原理图


用以(1-D)同步时间间隔开启的MOSFET替换该二极管有助于降低损耗。假设只有传导损耗,上述12V至3.3V转换示例中的同步降压转换器的效率可高达97%,而线性稳压器的效率为27.5%。这种巨大的效率提升是SMPS的主要优势。开关和电感损耗会降低这个数字,但仍可>95%。高开关频率有助于减小磁性元件的尺寸,但代价是增加有源器件中的开关损耗和电感器铁芯损耗。宽带隙(WBG)器件(例如由碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)制成的器件)具有较低的寄生电容,因此即使在高频下也具有相对较低的开关损耗。因此,它们非常适合高功率密度SMPS转换器。


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型号- 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SERIES,BU48XX,A7420,MAX734,TMBT3904T,TBAV3004,SMAJXXXA,TBZX84C51,TMBT3904L,TSODJ20A-SH,TSD12,TESD5Z12,TBZX84C18,TESD8LL5.0C,F1206L050-24,TBZX84C16,KVP7050,A6115,TBZX84C22,ESD7DXXX,TBZX84C20,TBZX84C24,A7452,A6120,3DD13003B,KF4033,F1206L200,EDZXXB,KOP7050,2SAXXXX,TUDZS18B,TBZX84C27,RP114X,SGM6132,TBZX84C33,A7442,TBZX84C30,TBAT46,TBZX84C36,A6110,F0805L125SL,TM3Z24V,TMBR1100F,TESD9D5.0,OB2358,BAV3004,TMSZ5240B,A6318A,TMUN5335DW,BC8XXXW,R1EX24064,MBD3004X,X8050XL,TMUN5214D,A6540,2SDXXX,KF4014,T9012P,T9012Q,XC6220,BC8XXXL,KF4012,T9012R,NTA7002N,HFMA2X0,KF4010,TSODJ18A-SH,XC6223,BC8XXXD,AO321A,TSOD4001-SH,TMBT5551DW,AM0765AH,TSD05,UMF23ND,TESD8LXXX,TMUN5213D,TBZX84C11,TBZX84C10,T9013P,XC6211,T9013Q,TBZX84C15,XC6210,T9013R,SY50136,T9013S,TBZX84C13,TBZX84C12,XC6214,XC6212,XC6219,TM3Z22V,XC6209,QCC12,A7407,A7406,TMUN5313DW,TMUN5216D,TBC846BL,A7404,T9014Q,TM5Z9V1,T9014R,T9014S,TMBZ5231B,AH180,XC6204,XC6202,TBC846BW,TDTC114EE,XC6206,XC6205,TUDZS4.7B,TBSSXXXDW,MBD301,TSM530AF,F0603L075SL,TRB411DL,AM4920,TM3Z20V,T9015Q,T9015R,T9015S,TMBZ5230B,TESD5Z3.3,RB551V-30,T1SS360T,TMBTA14,TMBTA13,TMUN5113,TMUN5114,MP2004,MP2009,KVDH,MBR120XSF,KVDF,TMSZ5244B,AON7400A,SI2399,TMUN5111,TMUN5112,TUDZS12B,KMA,KMB,ZTTCC,KMF,ZTTCE,AO2722,BAV170,S808,TMSZ5243B,A4786,F1210L350SL,KMU,TSODJ7.0A-SH,KMT,KVCM,TM3Z5V1,F0402L035SL,M1MA142WX,TM3Z5V6,TMBR260F,TUDZS11B,NCP1450,TMUN5135,MBTHXXL,LM1117,MC78LXX,A6516,T2SA1774R,T2SA1774Q,LM1118,TMSZ5242B,TBZX84C8V2,MBTHXXW,F9008,ZTTCS,ZTTCR,TM3ZXXX,ZTTCW,ZTTCV,T8X50H,TUDZS4.3B,KOC,TMUN5132,TUDZS10B,TESD8D5.0C,TESD5D5.0C,KOG,TESD9D12,TMBR3100F,TMSZ5241B,TESD8D3.3,AM8882,KOH,TDAN202U,A6505,KOM,F1206L200SL,KOL,TMUN5211D,AP8275,A6501,TDAN202K,A6500,KOP,M1MA141XX,ESD9DXXX,TMBDXXXL,IRFI830G,TMUN5141,TDTC123JE,TEFMAF103,TEFMAF102,TEFMAF101,TBSSXXXW,TBSSXXXL,A4757,TMBT3906W,TEFMAF104,TMSZ5248B,A7330A,DTDXXX,ESDXXXM,TRB421L,TDTA144EE,SI4532,OB2362,TUDZS16B,TMBR130E,TMBR130F,YDA145,TMSZ5247B,QCC8C,T2SB1197KR,TBZX84B9V1,T2SB1197KQ,TM3Z62V,SI2365,F0805L075SL,F0805L100,TUDZS15B,TM5ZXXX,TCM,TBAW56L,A8I60A-030,¦¬PA2738,R1EX24002,TMBT3904W,A4777,A4778,TMSZ5246B,A7805,A4779,KRT,A4773,A4774,A7801,AOTF11S60L,A47

选型指南  -  AIT  - 2019年Q2 PDF 中文 下载

中高端电源模块厂商顶源科技(TOPPOWER)授权世强硬创代理

根据协议,DC-DC电源模块、AC-DC电源模块、AC-DC开关电源、DC/DC隔离定电压输入电源、DC/DC隔离宽电压输入电源、DC/DC非隔离电源等全线产品上线世强硬创平台,丰富了平台的产品及产品信息,满足不同科技企业需求。

签约新闻    发布时间 : 2023-10-13

P-DUKE全新URCD20U系列整合型20瓦直流电源转换器,适用轨道交通应用

P-DUKE博大科技新推出的URCD20U系列是专为铁路设计的20W DC/DC转换器,具有14V到160V的超宽输入电压范围和多种输出电压选项。该系列符合EN 50155标准,具备EN 61373冲击和振动测试的耐受力,特别适合恶劣的铁路和车辆环境。

产品    发布时间 : 2024-09-09

博大科技(P-DUKE)AC/DC电源供应器和DC/DC电源转换器选型指南

目录- COMPANY PROFILE    AC/DC power supply and DC/DC power converter    AC/DC power supply and DC/DC power converter   

型号- DOH06,TSD30,FED60W,TSC15,TAD100,RED20W,SDS05W,URED20W,MPP10W,RCD15W,DOH10,MSC15,TSD40,UFED20,FEC40W,HAE150,MAD40 MULTI,HAE150-T,HAE150W,MSD40,HAE150U,LKC05W,DU1P0,HAE200-T,TAD125,MSD30,PDL06,PDL03,PDL02,DOS30,PDL09,FKC15W,LCD15W,UDS01,UDS03,UDS02,QAE100,EDL02W,MAD65 MULTI,PSR02,LCD30,UFEC30,LCD20W,TAD40,SDS01W,RED40W,HAE100,TAD40 SINGLE,LDL03,MPM15W,TAD30-P,EED40W,SSM-110P50-001,SDH02W,TAC15,DOS10,QAE150W,TAD30,MPM20,UFEC40,DOS16,UFEC15W,SDS02W,RCD10W,LSR01,PDL03W,SDH03W,HAE200U,LCD10,TAD65,FKC12W,LCD10W,EED40,MPM15,DOS06,HSRP6,SDS03W,EUR01,HAE100-T,HAE200W,LCD15,FEC60,LCD20,SDH02,FEC30W,QAE40U,SDH01,SDH05,UFEC60,MPU01,HSR01,TAD65-P,TAD65 MULTI,SDH05W,MSD65,LED15,MAH450,TAD65 SINGLE,PDH03W,MAF150,FED20W,TAF125,SDS01,SDS02,RED60W,MPP06W,MPD30W,SDS05,FEC40,WAF300W,PDS03W,WAF150W,PDH02W,FDC20W,RHK10W,FED60,RCD15,UFED20W,TAD40 MULTI,FEC30,PDS02W,FKC15,FKC12,SSM-110008-001,FED30W,LCD30W,PDH03,PDH02,HAE200,FKC08,PDL06W,FKC03,FKC05,HAE200W-T,QAE60U,MPS02,FEC15,LED15W,MPP03W,MPS04,TAF150,TAH450,FED30,RCD20W,HAE75W-T,MPD30,HAE100W,SDH01W,MPM20W,SSM-110004-001,MPP10,UDH03,FEC15W,UDH02,UDH01,EDL03W,FED20,UFEC30W,NSR01,QAE100W,QAE100U,PSR1.0,EDL02,PDS03,MPH02,PDS02,FKC05W,HAE150W-T,MPH04,MPP06,MPP03,RDL06W,FDC20,UFED40W,EDL03,FKC08W,MAC15,SSR01,MAD65 SINGLE,RHD40W,RDL03W,MAD30,DOH30,MAD40 SINGLE,MAD100,ASR01,QAE150,HAE75W,UFEC40W,FDC10,DOH16,TSD65,FDC10W,HAE100W-T,OSR03,PDL09W,WAD150W

选型指南  -  博大科技  - 2021 PDF 英文 下载

TOPPOWER(顶源科技)DC-DC电源模块选型表

TOPPOWER(顶源科技)DC-DC电源模块,输入电压范围3.3V~264V,输出电压范围为±3.3V~43V,功率范围为0.1W~50W,隔离电压范围为1.5KV~6KV

产品型号
品类
输入电压(V)
输出电压(V)
功率(W)
隔离电压(kv)
封装形式
TP06DA05D15
DC-DC电源模块
4.5V-9V
±15V
6W
1.5kv
DIP

选型表  -  TOPPOWER 立即选型

【IC】博大科技推出URCD20U系列适用于轨道交通应用的整合型20瓦直流电源转换器

博大科技最近推出了其全新的URCD20U系列,这是一款专门为铁路应用量身打造的20W 机壳安装以及导轨型DC/DC转换器系列。这些转换器不仅符合EN 50155标准,还特别适用于各种车辆上的电子设备。

产品    发布时间 : 2024-08-28

【产品】3000V DC隔离电压的DC/DC电源转换器,具备过电流保护、输出短路保护、远端控制等功能

博大科技RDL03W、RDL06W分别是提供3瓦和6瓦的DC/DC电源转换器,4:1 宽输入电压范围: 9-36, 18-75, 43-160V DC,适合用于轨道交通和工业应用。具备过电流保护、输出短路保护、远端控制等功能,给予系统稳定且高可靠度的电源供应。

新产品    发布时间 : 2021-09-08

P-DUKE参加InnoTrans 2024,展示最新的交通和铁路应用DC/DC电源转换器和AC/DC电源供应器

P-DUKE博大科技诚挚地邀请您参加9/24-27, 2024位于德国-柏林的2024 InnoTrans 柏林国际交通运输展,P-DUKE将展示最新的交通和铁路应用DC/DC电源转换器和AC/DC电源供应器,了解交通领域电源技术的最新进展。

原厂动态    发布时间 : 2024-08-16

TOPPOWER(顶源科技)DC-DC非隔离电源模块选型表

TOPPOWER(顶源科技)DC-DC非隔离电源模块,输入电压范围4.75V~32V,输出电压范围为1.5V~15V,封装形式皆为SIP

产品型号
品类
输入电压(V)
输出电压(V)
封装形式
TP7812-2L
DC-DC非隔离模块
16V-30V
12V
SIP

选型表  -  TOPPOWER 立即选型

【产品】固定频率150KHz的PWM DCDC稳压电源转换器LM2596,具有3A输出电流驱动能力

LM2596是一款150KHz固定频率的PWM DCDC稳压电源转换器。它具有3A输出电流驱动能力,高效率、低纹波、高线性调整率和负载调整率等特点。该芯片采用PWM调制模式,能够调节占空比线性范围0~100% 。内置固定频率振荡器和频率补偿模块,使用十分简单

产品    发布时间 : 2023-01-20

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