我什么时候使用稳压器与分压器?

电器工程 电压调节器 分压器
2022-01-15 05:14:27

您什么时候会使用稳压器与电阻分压器?电阻分压器是否有任何用途特别糟糕?

4个回答

这两种电路类型有非常不同的应用。

电阻分压器通常用于调整电压,以便更容易地对其进行感测/检测/分析。

例如,假设您要监控电池电压。电压可能高达 15V。您正在使用微控制器的模数转换器(“ADC”),它使用 3.3V 作为参考。在这种情况下,您可以选择将电压除以 5,这将在 ADC 的输入端为您提供高达 3.0V 的电压。

有几个缺点。一是总是有电流流过电阻。这在功率受限(电池供电)电路中很重要。第二个问题是分压器不能提供任何重要的电流。如果您开始汲取电流,它会改变分压器比率,并且事情不会按计划进行:) 所以,它实际上只用于驱动高阻抗连接。

另一方面,稳压器旨在提供固定电压,而不管其输入如何。这是您想要用来为其他电路供电的东西。

至于创建多个电压轨:对于本例,假设您使用的是效率为 80% 的开关稳压器。假设你有 9V,想生产 5V 和 3.3V。如果您并联使用稳压器,将每个稳压器连接到 9V,那么两个电源轨的效率都将达到 80%。但是,如果您创建 5V,然后使用它来创建 3.3V,那么您的 3.3V 效率为 (0.8 * 0.8) = 只有 64% 的效率。拓扑很重要!

另一方面,线性稳压器的评估方式不同。对于任何给定的电流,它们只是降低输出电压。功率差作为热量被浪费掉。如果您有 10V 输入和 5V 输出,那么它们的效率为 50%。

不过,他们有他们的好处!它们更小、更便宜、更简单。它们在电气上很安静,并产生平滑的输出电压。而且,如果输入和输出电压之间没有太大差异,那么效率可以超过开关电源。

有提供多个稳压器的 IC。Linear Tech、Maxim Integrated、Texas Instruments 都有不错的选择。例如,LTC3553 提供了一个锂电池充电器、一个开关降压稳压器和一个线性稳压器的组合。它们有带或不带充电器的味道,有些带有两个切换器且没有线性,有些带有多个线性...

我目前的一款产品使用的是 3.7V 电池,需要 3.3V 和 2.5V。对我来说,3.3V 的线性和 2.5V 的切换器(由电池供电,而不是 3.3V 导轨供电)对我来说是最有效的。我使用了 LTC3553。

您需要花一些时间在他们各自网站的产品选择工具上。

祝你好运!

由于分压器不能调节,因此当需要调节电压时,就不想使用分压器

即使输入电压和负载电流发生变化,稳压器也会在其限制范围内将输出电压保持在固定值。

分压器不会这样做考虑分压器方程:

vOUT=vINR2R1+R2iOUTR1||R2

这显然取决于vINiOUT所以分压器不是稳压器。

然而,分压器有很多应用,例如衰减,但电压调节不是其中之一。

分压器在为可变或低阻抗负载提供固定电压方面特别糟糕。可变负载很常见,包括地球上的大多数数字电路。

固定的高阻抗负载前面可以有一个分压器。当使用 ADC 来测量或使用比较器来隔离更大的电压时,或者在电压调节器的感测输入中,就是这种情况。

分压器通常不用于产生电源电压,因为它们不提供调节。无论如何,许多负载都会改变其输出电压,例如接地电阻负载基本上与 R2 并联。

分压器通常用于为高阻抗输入提供电压。在这种情况下,您可以认为阻抗与电阻基本相同。与 R2 并联一个 10M 电阻不会对其产生太大影响,只要 R2 本身比 10k 低几个数量级。当然,为分压器使用低阻值电阻也会增加流过它的电流,因此会给电池供电的设备带来问题。

将分压器转换为高阻抗输入的一个常见示例是将高压分压到 ADC 可以测量的范围。假设您的 ADC 有一个 1V 参考电压,并且您想用它测量 3.6V 电池。您可以使用 4:1 分压器来缩小它,使其小于 1V 并且可由 ADC 测量。

另一个常见示例是提供次级参考电压。假设您有一个 3.6V 的电源并且需要一个 1.8V 的参考电压(电源电压的一半,例如用于偏置具有 DC 偏移的 AC 信号)。您可以简单地使用分压器将电源电压减半并将其馈送到运算放大器缓冲器,而不是使用昂贵的电压基准 IC。运算放大器具有高阻抗输入,输出可用于偏置。

稳压器可以向负载提供一定量的电流,并尽可能控制电压,因此适用于电源电压等。