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ups不间断电源在线式ups的管理

2024-07-18

　　几乎所有电源都采用半导体来提供稳定的输出电压。如果电源具有交流输入，则将其整流为直流电压。电源转换器 IC 接受直流输入并产生直流输出或控制外部电源输出半导体开关以产生直流输出。当其输出电压反馈到使电压保持恒定的电路时，它就是电压调节器。如果输出电压趋于上升或下降，反馈会使输出保持不变。

　　电源转换器可以作为开关模式或线性电路运行。在线性配置中，控制晶体管始终会耗散功率，可以使用低压差稳压器 (LDO) 来最大限度地降低功率，即使输入和输出之间的电压差相对较低，LDO 也能正确调节。LDO IC 的电路比开关模式 IC 更简单，产生的噪声更少(无开关)，但受到电流处理和功率耗散能力的限制。一些 LDO IC 的额定电流约为 200mA，而其他 LDO IC 最多可处理约 1A。

　　LDO IC 的效率可能为 40-60%，而开关模式 IC 的效率可高达 95%。开关模式拓扑是嵌入式系统的主要方法，但 LDO 也可用于某些应用。

　　低压差 (LDO) 线性稳压器

　　LDO 线性稳压器通常用于需要低噪声电源的系统，而不是可能扰乱系统的开关稳压器。LDO 还可用于稳压器必须在输入电源电压和输出负载电压之间有较小差异的情况下保持稳压的应用，例如电池供电系统。它们的低压差和低静态电流使它们非常适合便携式和无线应用。带有片上功率 MOSFET 或双极晶体管的 LDO 通常提供 50 至 500mA 范围内的输出。

　　LDO稳压器工作在线性区，其拓扑结构如图7-1所示。作为基本的稳压器，其主要元件是串联传输晶体管(双极晶体管或MOSFET)、差分误差放大器和精密电压基准。

　　在基本 LDO 中，差分误差放大器的一个输入(由电阻器 R1 和 R2 设置)监控输出电压的百分比。另一个误差放大器输入是稳定的电压参考 (V REF )。如果输出电压相对于 VREF 增加，差分误差放大器会改变传输晶体管的输出以保持恒定的输出负载电压 (V OUT )。

　　LDO 的关键运行因素是其压差、电源抑制比 (PSRR) 和输出噪声。低压差是指输入和输出电压之间的差值，允许 IC 调节输出负载电压。也就是说，LDO 可以调节输出负载电压，直到其输入和输出在压差电压下相互接近。理想情况下，压差应尽可能低，以最大限度地降低功耗并最大限度地提高效率。通常，当输出电压降至低于其标称值的 100mV 时，即认为已达到压差。负载电流和传输晶体管温度会影响压差电压。

　　LDO 的内部电压基准是一个潜在的噪声源，通常以特定带宽上的微伏 RMS 表示，例如 1 至 100 kHz 的 30 µV RMS。这种低电平噪声引起的问题比开关模式转换器的开关瞬变和谐波要少。在LDO 有一个(电压基准)旁路引脚，用于通过接地电容过滤基准电压噪声。添加数据表指定的输入、输出和旁路电容通常会导致无问题的噪声水平。

　　它们的操作考虑因素包括所施加输入电压的类型和范围、所需的输出电压、最大负载电流、最小压差、静态电流、功率耗散和关断电流。

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