为什么不用电阻分压的方式给负载供电?

最近有个粉丝发来私信,咨询为什么不使用电阻分压的方式给负载供电,而是一定要使用电源芯片。这里以24V转15V为例,阐述一下电阻分压和电源IC的区别。
24V转换为15V,不用降压芯片,而是使用电阻分压的方法。用电阻分压还是要用稳压IC,这个取决于输出电流。如果输出电流较大则必须考虑稳压IC的方案;如果仅仅是当作一个信号,则可以考虑电阻分压。题目的描述,15V是用来供电的,则不能使用电阻分压的方案。

1 电阻分压的方案

根据欧姆定律,可以使用两个或者多个电阻将一个固定电阻分压,这种方式通常用作信号,对输出电流没有要求。例如,将24V转化为15V,可以采用2.1K电阻和3.6K电阻分压的方法,所实现的原理如下图所示。
这种方案无法输出负载所需要的电流,上图中电流的关系,I=I1+I2.其中I2为给用户提供的负载电流,由此可以看出,该方案无法提供较大的输出电流。
如果电阻选的过大,则输出电流过小,不足以提供给负载使用;如果选的电阻过小,则必须要求电阻为功率电阻,不仅成本高,还发热严重,还体积大。
不管从哪种角度来考虑,这都不是一个好方案。所以,这种方式仅仅适用于信号电路。如果对输出电流有要求,则必须使用降压IC。

2 降压IC来实现电压转换

电源IC的作用就是实现电压转换,提供给用户负载使用。根据负载电流的不同,可以选择不同的电源IC。将24V转化为15V,输入电压不是很大,所以能实现功能的降压IC有很多,如7815,LM317,LM2596等。这里选择7805三端稳压器来做方案。实现电路图如下图所示。
使用7815,外围电路仅仅使用几个滤波电容即可实现功能,输出纹波低,输出电流最大可达1.5A。但是7815的转化率比较低,发热比较严重,如果负载电流较大的话,需要考虑安装散热片来提高散热效率。也可以考虑DC/DC类降压IC,输出电流大,转化效率高。

3 两种方案的优缺点对比

采样电阻分压的方案,不能提供较大的负载电流,只能用作信号处理。如果选用小电阻提高输出电流的话,大电流会在电阻上发热严重,必须使用功率电阻来设计。而且输出电流受负载影响非常大。所以电阻分压方案只适用与uA级别的信号。
降压IC的优点是体积小,节省PCB空间,输出电流大,可以提供满足要求的负载电流,并且型号众多,可以从从本、封装、电流、效率等多个角度去综合考虑。
综上,如果电压转化的目的是用作电源为负载供电,则必须考虑使用降压IC来实现。
(0)

相关推荐