线性电压调节器

✍ dations ◷ 2025-11-23 02:29:48 #电子学

线性电压调节器(英语:Linear regulator),又称线性稳压器、线性调节器,是一种元件,作用是保持电压稳定。稳压器的电阻会因应负载及输入电压的变化,以达至输出电压稳定不变。其动作尤如一不停自动调节阻值的可变电阻,使之与负载得出的分压保持固定,而过程中因输出与输入电压差而多出的能量则以发热的形式消散掉。而开关式稳压器是不停高速地在导通/断开之间切换,使得输出的平均值保持在所需电压值。输入线性稳压器的电压必须高于输出电压,好让稳压器内能作出降压作用以达至输出稳定,因此效率受限制。

线性稳压器可以是置于电源和负载之间(串联稳压器),或与负载并联(并联稳压器)。简单的线性稳压器可以只包含齐纳二极管和一枚串联电阻器;更复杂的线性稳压器包含多个组成部分:参考电压、误差放大器和功率传输元件。由于线性稳压器被广泛应用,因此多被制成集成电路,但也可以固态电子器件或真空管等分立元件构成。

以晶体管(或其它器件)调节流过负载的电流,负载所得的电压就是稳压器的输出电压。比较输出电压与稳压器内部的参考电压,所产生的差动信号用作控制晶体管,形成一个负反馈回路,加上适当的补偿,输出电压就能调整下降至目标电压,不受输入电压或负载变动影响,并保持合理地稳定。

线性稳压器必须在输入电压高于输出不少于某电压值时输出才能稳定至目标电压,这个最少的电压称为压降电压、下压降、电压差(dropout)。例如常用的7805,作用是把输出保持在5V,但输入必须保持在7V以上,否则输出就会低于目标电压5V以下,故其压降电压就是7V-5V=2V。由于须有压差的存在,线性稳压器效率大都很低:因为其原理就是要将多于稳定电压下负载所需的能量,在晶体管内以散发热能的形式消耗掉。而晶体管发热所造成的功率损失就是电流乘以晶体管两端压降。

这个问题在低输出电压的情况尤其严重,假若输出要求为2V,而压降电压同是2V,效率就必是在2V/(2V+2V)=50%或以下,这样低的效率,在实际应用上多不为接受。这情况下就需使用低压差稳压器(LDO),其压降电压特别低,一般都在300mV(0.3V)或以下,这种情况在微处理器的电源中常遇见。这也是为何机乎所有低输出电压的线性稳压IC都是低压差稳压器。

开关电源可以更有效地达至相同的功能,但成本较高及有开关噪声,在轻负载、输出电压较高或输出电压接近电源电压的情况下,线性调节器的效率也不俗,有可能是合适的选择。线性调节器还具有的优点是:不需要磁性器件(电感器或变压器),磁性器件可能相对昂贵或占空间;设计更简单,噪声也更低。线性调节器的一些设计仅适用晶体管、二极管和电阻器,这就更容易制造到集成电路中,进一步减小它们的质量、在PCB上的占位面积和成本。

线性调节器有两种基本形式:串联调节器和并联调节器。

若负载超出线性稳压器设计的承受能力时,可能会导致稳压器永久损坏,为了避免损坏稳压器,线性稳压器可以但不一定俱备以下保护功能,包括:

相关

  • 升部在西文字体排印学中,升部(英语:Ascender)是指一个字体的字母中向上超过主线笔画的部分,也就是比x字高还要高的部分,是字体设计中一个重要的组成部分。升部,和降部笔画可以增强单词
  • 安布罗斯圣盎博罗削(拉丁语:Sanctus Ambrosius,意大利语:Sant'Ambrogio,英文中常作 Ambrose,约340年-397年4月4日),罗马公教(天主教)神职人员,任米兰主教,4世纪基督教著名的拉丁教父之一。他也是
  • 抗微生物肽抗微生物肽(Antimicrobial peptides)是先天免疫反应进化过程中相对保守的成分。在所有生物类别都有抗微生物肽。 抗微生物肽是强效的,广谱抗生素,可望成为新型治疗剂。实验证明
  • 北方地区和南方地区中国北方与中国南方是指中国内部的两大块地理区域,常以淮河或长江为界,将中国分为南部和北部。进入20世纪后,中国地理学中,通常以秦岭-淮河线为自然地理分界线。北方的地域范围
  • 电压分配定则电压分配定则(英语:Voltage divider rule),是指在串联电路中,各负载分到的电压与其阻抗成正比关系。依此原理所实作的电路又被称为分压器。依克希荷夫电压定律,电源电压为各阻抗的
  • 杨洋杨洋(英语:Yang Yang,1991年9月9日-),中国大陆男演员、歌手,出生于上海,籍贯安徽合肥,毕业于中国人民解放军艺术学院2003级舞蹈系。2008年因出演电视剧《红楼梦》中成年贾宝玉一角而
  • 肯尼贝克河肯尼贝克河(Kennebec River)是美国东北部缅因州境内的一条240千米长的河流。其发源地是位于缅因州北部的穆斯海德湖,向南流过麦迪逊、斯科希甘、沃特维尔、缅因州州府奥古斯塔
  • 金田一耕助金田一耕助(日语:金田一 耕助)是日本推理小说家横沟正史笔下的名侦探,第一次出场是在推理小说《本阵杀人事件》中,特征是一头乱蓬蓬的鸟窝头、一顶软帽和脏兮兮的和服。他亦被另
  • 无工质型发动机无需工作物质的发动机。有别于传统的需要喷射工质的发动机,无工质型发动机是不需要工作物质的。工质即工作物质,传统的工质型发动机(火箭和喷气式飞机)是依据动量守恒定律,靠燃料
  • 弗拉斯塔·德佩特里索娃弗拉斯塔·德佩特里索娃(捷克语:Vlasta Depetrisová,1920年12月20日-2003年10月23日),出生于比尔森,捷克斯洛伐克女子乒乓球运动员。她曾获得4枚世界乒乓球锦标赛金牌。