能提供信號(hào)的電子設(shè)備叫做信號(hào)源。晶體三極管能把前面送來的信號(hào)加以放大,又把放大了的信號(hào)傳送到后面的電路中去。晶體三極管對(duì)后面的電路來說,也可以看做是信號(hào)源。整流電源、信號(hào)源有時(shí)也叫做電源。電源是向電子設(shè)備提供功率的裝置,也稱電源供應(yīng)器,它提供計(jì)算機(jī)中所有部件所需要的電能。電源功率的大小,電流和電壓是否穩(wěn)定,將直接影響計(jì)算機(jī)的工作性能和使用壽命。發(fā)電機(jī)能把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能,干電池能把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。
發(fā)電機(jī)、電池本身并不帶電,它的兩極分別有正負(fù)電荷,由正負(fù)電荷產(chǎn)生電壓(電流是電荷在電壓的作用下定向移動(dòng)而形成的),電荷導(dǎo)體里本來就有,要產(chǎn)生電流只需要加上電壓即可,當(dāng)電池兩極接上導(dǎo)體時(shí)為了產(chǎn)生電流而把正負(fù)電荷釋放出去,當(dāng)電荷散盡時(shí),也就荷盡流(壓)消了。干電池等叫做電源。通過變壓器和整流器,把交流電變成直流電的裝置叫做整流電源。
開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解,在線性電源中,讓功率晶體管工作在線性模式,與線性電源不同的是,PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài),在這兩種狀態(tài)中,加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的(在導(dǎo)通時(shí),電壓低,電流大;關(guān)斷時(shí),電壓高,電流小)/功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。與線性電源相比,PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”,即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實(shí)現(xiàn)的。 脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波,其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓??刂破鞯闹饕康氖潜3州敵鲭妷悍€(wěn)定,其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器,可以設(shè)計(jì)成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于,誤差放大器的輸出(誤差電壓)在驅(qū)動(dòng)功率管之前要經(jīng)過一個(gè)電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。開關(guān)電源有兩種主要的工作方式:正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小,但是工作過程相差很大,在特定的應(yīng)用場(chǎng)合下各有優(yōu)點(diǎn)。
電源IC 種類繁多,共同特點(diǎn)有:工作電壓低:一般的工作電壓為3.0~3.6V。有一些工作電壓更低,如2.0、2.5、2.7V 等;也有一些工作電壓為5V,還有少數(shù)12V 或28V 的特殊用途的電壓源。工作電流?。簭膸缀涟驳綆装捕加校捎诖蠖鄶?shù)嵌入式電子產(chǎn)品的工作電流小于300mA,所以30~300mA 的電源IC在品種及數(shù)量上占較大的比例。封裝尺寸?。航陙戆l(fā)展的便攜式產(chǎn)品都采用貼片式器件,電源IC 也不例外,主要有SO 封裝、SOT-23 封裝,μMAX 封裝及封裝尺寸最小的SC-70 及最新的SMD 封裝等,使電源占的空間越來越小。完善的保護(hù)措施:新型電源IC 有完善的保護(hù)措施,這包括:輸出過流限制、過熱保護(hù)、短路保護(hù)及電池極性接反保護(hù),使電源工作安全可靠,不易損壞。耗電小及關(guān)閉電源功能:新型電源IC 的靜態(tài)電流都較小,一般為幾十μA 到幾百μA。個(gè)別微功耗的線性穩(wěn)壓器其靜態(tài)電流僅1.1μA。另外,不少電源IC 有關(guān)閉電源控制端功能(用電平來控制),在關(guān)閉電源狀態(tài)時(shí)IC 自身耗電在1μA 左右。由于它可使一部分電路不工作,可大大節(jié)省電能。例如,在無(wú)線通信設(shè)備上,在發(fā)送狀態(tài)時(shí)可關(guān)閉接收電路;在未接收到信號(hào)時(shí)可關(guān)閉顯示電路等。有電源工作狀態(tài)信號(hào)輸出:不少便攜式電子產(chǎn)品中有單片機(jī),在電源因過熱或電池低電壓而使輸出電壓下降一定百分?jǐn)?shù)時(shí),電源IC 有一個(gè)電源工作狀態(tài)信號(hào)輸給單片機(jī),使單片機(jī)復(fù)位。利用這個(gè)信號(hào)也可以做成電源工作狀態(tài)指示(當(dāng)電池低電壓時(shí),有LED 顯示)。輸出電壓精度高:一般的輸出電壓精度為±2~4%之間,有不少新型電源IC 的精度可達(dá)±0.5~±1%;并且輸出電壓溫度系數(shù)較小,一般為±0.3~±0.5mV/℃,而有一些可達(dá)到±0.1mV/℃的水平。線性調(diào)整率一般為0.05%~0.1%/V,有的可達(dá)0.01%/V;負(fù)載調(diào)整率一般為0.3~0.5%/mA,有的可達(dá)0.01%/mA。新型組合式電源IC:升壓式DC/DC 變換器的效率高但紋波及噪聲電壓較大,低壓差線性穩(wěn)壓器效率低但噪聲最小,這兩者結(jié)合組成的雙輸出電源IC 可較好地解決效率及噪聲的問題。例如,數(shù)字電路部分采用升壓式DC/DC 變換器電源而對(duì)噪聲敏感的電路采用LDO 電源。這種電源IC 有MAX710/711,MAX1705/1706 等。另一種例子是電荷泵+LDO 組成,輸出穩(wěn)壓的電荷泵電源IC,例如MAX868,它可輸出0~-2VIN 可調(diào)的穩(wěn)定電壓,并可提供30mA 電流;MAX1673穩(wěn)壓型電荷泵電源IC 輸出與VIN 相同的負(fù)壓,輸出電流可達(dá)125mA。