分享到：標簽：集成MOSFET 線性穩壓器 24V總線 德州儀器 開關式穩壓器
　　作者：德州儀器 （TI） 電源管理組產品營銷經理Rich Nowakowski和應用工程師兼技術員組成員Robert Taylor
　　圖1 集成MOSFET的開關式（降壓）轉換器
　　
　　圖2 集成、寬輸入電壓線性穩壓器
　　
　　線性穩壓器已存在了許多年。一些設計人員仍然把已存在了20多年之久的線性穩壓器用于眾多新老項目。另一些設計人員則通過離散組件制作出屬于自己的線性穩壓器。在進行寬范圍電壓轉換時，線性穩壓器的簡單性是一個難以超越的優勢。但是，如果壓降過大，則24V總線的低電流應用（例如：工業應用或者HVAC控制等）可能會遇到熱問題。幸運的是，設計人員現在有許多選擇，可以使用小型、高效、寬輸入電壓開關式穩壓器。
　　本文將對24V總線、100mA和5V輸出的三種不同解決方案進行比較。我們把一個同步降壓轉換器與一個集成線性穩壓器和一個離散線性穩壓器進行對比。通過比較它們的尺寸、效率、散熱性能、瞬態響應、噪聲、復雜度和成本，幫助廣大設計人員選擇最能滿足某個特殊應用要求的解決方案。
　　比較條件
　　大多數工業應用都使用24V總線，并要求5V電壓來驅動各種負載，例如：邏輯和低電流微處理器等。我們選擇100mA的輸出電流，原因是它可適應許多邏輯和處理器負載。但是，功耗水平會影響我們使用開關式穩壓器還是線性穩壓器的決定。圖1、2和3所示電路均建立在相同電路板基礎上，并使用相同額定值的1μF輸入和4.7μF輸出陶瓷電容器。
　　圖1所示設計使用一個具有集成MOSFET的同步降壓轉換器，即德州儀器的TPS54061。注意，該電路并不要求使用一個保護二極管，但卻包含了1個電感、5個電容器和4個電阻器。該器件還使用了外部補償，并使用與圖2和圖3所示線性電路一樣的輸入和輸出電容器。
　　圖2所示設計使用了一個集成、寬輸入電壓線性穩壓器，即德州儀器的LM317，它是一種具有1.5A輸出能力的流行工業標準穩壓器。該電路使用2個外部電阻器和2個外部電容器。輸入和輸出電壓的巨大差異，要求雙decawatt封裝（DDPak）的低熱電阻。
　　圖3顯示的是一個離散線性穩壓器，它使用一個晶體管和一個齊納二極管，并有2個外部電容器和4個外部電阻器。5.6V下時，齊納二極管損壞，該電壓被饋給NPN晶體管的基極。由于存在基極-發射極壓降，輸出被調節至~5 V。外部電阻器用于幫助降低NPN晶體管的功耗。