[发明专利]一种两级稳压调节电路及其稳压方法和设计方法

说明书

技术领域

本发明属于电源技术领域，具体涉及一种两级稳压调节电路及其稳压方法和设计方法。

背景技术

在高速发展的信息领域中，电源技术占据的地位越来越重要，无论是先进的计算机、无线通讯设备，还是汽车电子产品，都体现了电源技术的优越性，它已成为当前集成电路产业发展中的一个热点。现如今，基于电源技术设计的电子产品已经普及到人们工作、生活的各个方面，其性能价格比愈来愈高，功能愈来愈强，市场竞争愈来愈激烈。

如今的电子设备，电源已成为不可或缺的一部分，随着电源效能优化的提高，电源管理技术已经摆脱了过去经常被整合在应用处理器之内的方式，且作为一项重要技术性的研发，逐渐产生了各类电源产品。传统的电源产品已经不能满足设备需求，电源产品正朝着高效率、小型化、高稳定性的方向发展。

随着电子信息时代的到来，新工艺、新技术不断地推进集成电路的发展，尤其VLSI技术，其极大地提高了模拟电路、数字电路、数模混合电路等在电子产品中的应用，不仅降低了电子产品的制造成本，而且促进了电子产品应用的普及。单片机因具有可靠性高，体积小，控制功能强等优点，在工业控制、家电、通信设备等领域的控制系统中得到了广泛应用。

给单片机供电的电源，通常采用的系统设计方案有两种：第一种方案是采用隔离开关变换器。利用工频变压器将市电变换到电子线路所需要的电压范围，再通过整流电路将变压器变换后的交流电压变为单向的脉动直流电压，利用滤波电路对整流输出的脉动直流进行平滑处理，得到一个含纹波成分很小的直流电压，实现AC-DC转换，最终通过DC-DC变换器给负载供电；另一种方案是采用开关电源拓扑结构。这种方案先完成了AC-DC转换，交流电通过整流电路变换成具有一定电压纹波的直流电压，再利用滤波电路滤除纹波，最终通过开关变换器给负载供电。工频变压器体积大，成本高；而开关变换器外围元件较多，造成电源体积大。因此，采用以上市电供电方案，电源产品体积往往较大。

直流稳压电源根据功率管的工作方式，主要分为开关电源和线性电源。开关型稳压器是一种离散系统，其内部的功率管工作在高频开关状态，导通电阻小，当流过较大电流时，消耗在功率管上的功率很小，电源效率很高，可达到85％以上，有时也称它为“高效节能型电源”，现已成为稳压器的主流产品。但是开关噪声大是它的致命缺点，大大限制了在低噪声、低纹波的模拟和射频领域的应用。而线性稳压器正好相反，它是个连续系统，效率低、功率管发热量大、输出总小于输入是它的缺点，但它有良好的线性调整率、负载调整率、高电源抑制比、低噪声等优点，正好可以弥补开关型稳压器的不足。此外，线性稳压器因具有低的纹波电压而被广泛应用于对噪声、纹波要求很高的电子设备中。

与其它电源相比，线性稳压电源具有以下一些突出的优点：在输出电流较小时，线性稳压器的成本较低；线性稳压器的封装非常适合应用在便携电子设备中，如无线电话、掌上电脑等；外围电路简单，只需要2-3个很小的电容即可构成整个电源方案；超低的输出电压噪声，非常适用于对噪声敏感的音频电路的供电电路；同时没有开关导通关断时因大电流变化所引发的电磁干扰(EMI)，所以便于设计。正因为如此，线性稳压器被广泛应用于手机等便携式电子设备中。例如，一部手机就可能含多达10个LDO(low dropout regulator，低压差线性稳压器)作为内部各个数字和模拟模块的电源，因而对LDO的需求量很大。