圖 29
開始電源設計時,如果大概的規格已定,其次便是進入選擇開關穩壓器或線性穩壓器的作業。為滿足要求規格雖然有的情況必須選擇其一,不過兩者皆可的例子也不少。此時,須以各自的特征和優缺點為主進行探討。圖29為開關穩壓器的優點和缺點,而圖30則試著與線性穩壓器做總比較。
最大的優點,是可以自由轉換。雖然降壓最常被利用,不過也可從電池等低電壓升壓、使其從正電壓反轉來制作負電壓、或3.3V般輸入跨越輸出電壓時也可從鋰離子二次電池(例:4.2V~2.8V)升壓。
其次,是效率高。雖然也視種類而定,不過最大效率可達95%左右。但是,開關穩壓器的效率因負載電流的大小而變。基本上,負載電流變小時效率會大幅度下滑。對此,近年待機功耗降低要求日趨嚴格,成了開關穩壓器的課題。
缺點在于加入電容器等能動零件、二極管或晶體管等半導體零件后需要磁性零件、零件數本身增加且設計復雜。近年來開關電源用IC由于必要電路的集成化升高,可簡單調整的技巧進步,故比以前更能簡單設計電源。盡管如此,比線性穩壓器復雜是不爭的事實。此外,由于進行開關工作,因此會出現相關噪聲或紋波。噪聲多的話應用上便難以使用也是事實之一。此外,是否合乎EMI(電磁干擾)限制等也須花工時評估。
最后,在成本方面,如果只單純談論IC單體或構造零件的話,無論如何都比線性穩壓器來得高。但是,線性穩壓器如果也伴隨散熱板的話也將考慮面積或體積,因此欲處理的功率變大時,開關的總成本有時就會比較便宜。在設計上,詳細探討各優缺點后選擇符合目的的方式是一大關鍵要點。
圖 30:與線性穩壓器的比較
審核編輯黃宇
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