低壓差線性穩(wěn)壓器中電源控制電路的設(shè)計探討分析研究 電氣工程管理專業(yè)

低壓差線性穩(wěn)壓器中電源控制電路的設(shè)計探討摘要：隨著科學技術(shù)的不斷進步，低壓差線性穩(wěn)壓器能夠適應(yīng)低壓、低能耗的相關(guān)應(yīng)用。低壓差線性穩(wěn)壓器是通過一定的科學技術(shù)對穩(wěn)壓器中的電源控制電路進行改變和科學設(shè)計，針對電路中存在的過熱、過壓以及過流的現(xiàn)象進行完善，促進低壓差線性穩(wěn)壓器的正常運行。本文將對低壓差線性穩(wěn)壓器中電路結(jié)構(gòu)流程進行分析，闡述電路設(shè)計在低壓差線性穩(wěn)壓器中電源控制的相關(guān)原理，從而不斷提升穩(wěn)壓器的運行效果。關(guān)鍵詞：低壓差；線性穩(wěn)壓器；電源控制低壓差線性穩(wěn)壓器在運行的過程中受到電源控制電路的影響，其中電源起到了開關(guān)控制的作用。電源控制端為高電平的時候，穩(wěn)壓器便處于正常的運行狀態(tài)，反之，處于低電平狀態(tài)時，穩(wěn)壓器便會進入待機省電的狀態(tài)[1]。電源控制電路的設(shè)計在整個穩(wěn)壓器的運行過程中發(fā)揮著重要的作用，因此，在低壓差線性穩(wěn)壓器的使用前期，需要對整個電路進行良好的設(shè)計，采用科學的方式，確保人們在生產(chǎn)、生活中的正常用電，同時也能夠節(jié)省用電的成本。一、電路結(jié)構(gòu)流程低壓差線性穩(wěn)壓器的整體結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，穩(wěn)壓器在運行中受到電路等因素的影響。電源控制電路、誤差放大電路、輸出調(diào)整管MO、電壓基準電路、短路保護電路以及取樣電路是整個電路的重要組成部分，VIN作為低壓差線性穩(wěn)壓器的端口，對整個電源發(fā)揮著控制的作用。VON/OFF作為電源控制端口掌握著整個電路的開啟與關(guān)閉[2]。然而，當VON/OFF端口處于高電平狀態(tài)時，電路便會自動保持著運行的狀態(tài)；倘若VON/OFF端口處于低電平狀態(tài)時，整個穩(wěn)壓器便會自動進行電路的關(guān)閉，處于休眠的狀態(tài)，能夠有效降低電量的使用。此外，由于VOUT端口與地VSS之間存在取樣電阻，VSS電平將由VOUT端口進行輸出，穩(wěn)壓器保持著休眠的狀態(tài)。如圖1，低壓差線性穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)示意圖。圖1低壓差線性穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)示意圖低壓差線性穩(wěn)壓器在整體結(jié)構(gòu)中電源控制著電路的主要運行，其根本上是由反相器組成的，但又和普通的反相器存在很大的差異性。要想有效降低反相器中的NMOS與PMOS在共同導(dǎo)通時對電路的功耗，縮短了VON/OFF在高電平與低電平之間的相互轉(zhuǎn)換輸出，能夠有效縮短電路在運行過程中的時間，達到穩(wěn)壓器的良好效果。管M3、管M5、電阻R1與電阻R2的加入，對整個低壓差線性穩(wěn)壓器中電源控制電路的效果帶來很大程度上的提升[3]。此外，由于VON/OFF端口并未進行內(nèi)部上拉與下拉電路的設(shè)計，造成VON/OFF端口不能處于懸空的狀態(tài)。因此，當電源對電路不產(chǎn)生控制作用時，需要將VON/OFF的端口進行關(guān)閉，連接到VIN端口上去，從而減少M6端口的負邏輯性。如圖2，電源控制電路示意圖。圖2電源控制電路示意圖二、電路工作的相關(guān)原理（一）M75管的作用在普通的反相器當中，一旦輸入電平比NMOS的閾值電壓VTHN值高，同時PMOS值又比VTHP閾值電壓低時，NMOS與PMOS管都會處于導(dǎo)通的狀態(tài)，因此，漏電的可能性將會提高。然而，當M1和M50管的漏電電位起到了下拉的作用時，M50管的漏電電位將會比NMOS閾值明顯偏低[4]。當M51管停止時，通過下級反相器的反相作用，M6漏端輸出的電平較高，這時的穩(wěn)壓器各模塊處于正常運行的狀態(tài)。M75管屬于耗盡型的MOS管，能夠在整個電路運行的過程中產(chǎn)生重要的作用。首先是與R2電阻共同下拉M50管的漏端電位，當M1和M50管共同處于導(dǎo)通的狀態(tài)時，M50管的漏端的電位將會明顯降低；此外，M75管還有另外的作用便是對M1與M50管進行限制，避免導(dǎo)通時電流過大。（二）M3管的作用當VON/OFF端口由高電平向低電平方向轉(zhuǎn)變時，電阻R1對M51管的漏端進行下拉，使得M3端口能夠迅速導(dǎo)通，M50管的漏端從低電平向高電平快速過渡時，穩(wěn)壓器內(nèi)部的電路便會停止工作。此外，M3管的出現(xiàn)很大程度上縮短了VON/OFF端口在高電平與低電平之間的轉(zhuǎn)換的輸出時間。具體的電源控制電路的運行狀態(tài)如圖2。（三）反相器鏈的設(shè)計在電源控制電路的設(shè)計圖中，M4至M6以及M52至M54之間形成了三級反相器。采用多個反相器級聯(lián)的方式能夠有效提高驅(qū)動器負載的能力，同時還能縮短時間[5]。M7至M10、M21、M22、M35管端口，在線性區(qū)域內(nèi)的，便是相當于電源控制電力的有效電容負載，從而能夠有效提升整個低壓差線性穩(wěn)壓器的電源控制電路的運行效果。結(jié)語：總而言之，電源控制電路的運行質(zhì)量與低壓差線性穩(wěn)壓器的運行存在很大的聯(lián)系。高性能的電路設(shè)計能夠改善整個低壓差線性穩(wěn)壓器的運行效率，保證生產(chǎn)、生活用電的充足供應(yīng)。高性能電路的設(shè)計，是針對電路中存在的過壓、過熱的現(xiàn)象進行了分析，利用科學技術(shù)進行變頻的設(shè)計，對整個低壓差線性穩(wěn)壓器在使用的過程中起到了保護的作用。然而，整個電路設(shè)計需要設(shè)計者有扎實的基礎(chǔ)，同時還需要對整個電路進行固定輸出和可調(diào)節(jié)輸出兩種形式進行設(shè)計，保證電路設(shè)計的方案能夠在低壓差線性穩(wěn)壓器的正常應(yīng)用。參考文獻：[1]金禹錚,付宇卓.高電源電壓抑制、低功耗片上低壓差線性穩(wěn)壓器的研究與設(shè)計[J].微電子學與計算機,2014,05:163-166.[2]周長林,王振義,劉統(tǒng),釗守國,梁臻鶴.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的低壓差線性穩(wěn)壓器電磁干擾損傷模型[J/OL].高電壓技術(shù),2016(03)./kcms/detail/10.13336/j.1003-6520.hve.0160310005.html[3]張皓博,胡永貴,李思穎,丁大勝,湯潔,丁鋒,王坤.一種超低壓差線性穩(wěn)壓器的設(shè)計[J].微電子學,2013,02:186-189+198.[4]林嵩,馮全源.一種分高低壓供電的低壓差線性穩(wěn)壓器的設(shè)計[J/OL].電子元件與料,2014(12)./kcms/detai