什么是線性穩(wěn)壓器？

電子系統(tǒng)接收的電源電壓通常高于系統(tǒng)電路所需的電壓。例如，一個 9 V 電池可用于為需要 0 至 5 V 輸入范圍的放大器供電，或者兩個串聯(lián)的 1.5 V 電池可為包含 1.8 V 數(shù)字邏輯的電路供電。在這種情況下，我們需要使用接受較高電壓并產(chǎn)生較低電壓的組件來調(diào)節(jié)輸入功率。

實現(xiàn)此類調(diào)節(jié)的一種非常常見的方法是采用線性穩(wěn)壓器。

 

固定輸出電壓線性穩(wěn)壓器圖

 

線性穩(wěn)壓器如何工作？

線性穩(wěn)壓器 - 也稱為LDO 或低壓差線性穩(wěn)壓器- 使用由負反饋電路控制的晶體管來產(chǎn)生指定的輸出電壓，盡管負載電流和輸入電壓發(fā)生變化，該電壓仍保持穩(wěn)定。

基本的固定輸出電壓線性穩(wěn)壓器是一種三端器件，如上圖所示。一些線性穩(wěn)壓器允許您通過外部電阻調(diào)節(jié)輸出電壓。

 

電壓線性穩(wěn)壓器的缺點

線性穩(wěn)壓器的一個嚴重缺點是它們在許多應(yīng)用中效率低下。穩(wěn)壓器內(nèi)部的晶體管連接在輸入端和輸出端之間，其作用類似于可變串聯(lián)電阻；因此，高輸入至輸出電壓差與高負載電流相結(jié)合會導(dǎo)致大量功耗。圖中標有 IGND 的穩(wěn)壓器內(nèi)部電路功能所需的電流也會影響總功耗。

也許線性穩(wěn)壓器電路中可能的故障模式源自熱而不是嚴格的電氣因素。穩(wěn)壓器 IC 消耗的功率會導(dǎo)致組件溫度升高，如果沒有足夠的路徑讓熱量從穩(wěn)壓器散走，溫度終可能會高到足以嚴重損害性能或?qū)е聼彡P(guān)斷。AAC 的線性穩(wěn)壓器熱設(shè)計文章涵蓋了這一重要主題。

 

線性穩(wěn)壓器應(yīng)用

盡管線性穩(wěn)壓器在效率方面通常不如開關(guān)穩(wěn)壓器，但出于多種原因，它們?nèi)员粡V泛使用。主要優(yōu)點是易于使用、低輸出噪聲和低成本。大多數(shù)線性穩(wěn)壓器所需的外部元件是輸入和輸出電容器，并且電容要求非常靈活，可以使設(shè)計任務(wù)非常簡單。