线性电压调节器

✍ dations ◷ 2025-07-06 01:38:45 #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

  • AP-1在分子生物学中,AP-1转录因子(激活蛋白1,英语:activator protein 1,AP-1)是一种异二聚体蛋白转录因子,由c-Fos、c-Jun、JDP以及ATF家族的不同蛋白组成,调节基因表达以响应多种外界信
  • p轨道在化学与原子物理学中,p轨道(英语:p orbital)是一种原子轨道,其角量子数为1,其磁量子数可以为-1、0或+1,且每个壳层里中有三个p轨道,Px、Py、Pz,形状皆相同但方向不同,每个可以容纳2个
  • 搜狗百科搜狗百科(原“搜搜百科”)为腾讯旗下搜索网站搜搜(SOSO)发布的一个由用户参与编辑的在线百科全书,正式上线于2009年3月30日,2014年3月24日正式更名为搜狗百科。截止2012年7月1日为
  • 海外基地英国海外军事基地是英国军队在英国本土以外设置的军事设施,以进行远距离军事行动。英军海外基地大多位于有重要战略或外交意义的地方或附近区域,常用于军事物资补给。在1982年
  • 坎佩切州^ a. Separated from Yucatán on May 3, 1858, was federal territory from 1858 to 1863.坎佩切州(西班牙语:Campeche)是墨西哥东南部的一个州,南临危地马拉贝登省,西临墨西哥
  • BBC娱乐频道BBC Entertainment(新加坡等地区译为英国广播公司娱乐台)是英国广播公司(BBC)旗下的娱乐频道,所有者为英国广播公司商业分支。
  • 科卢萨科卢萨县(Colusa County)是美国加利福尼亚州的一个县,县治科卢萨。根据美国人口调查局2000年统计,共有人口18,804,其中白人占64.29%、印第安人占2.33%、亚裔美国人占1.21%。
  • 加州列车加州列车(英语:Caltrain),又称加州铁道、加州通勤铁路,为美国加州旧金山湾区的通勤列车,连接旧金山至硅谷。最北端车站位在旧金山,最南端车站为吉尔罗伊。加州列车共有3种列车等级,
  • 科普利广场科普利广场(Copley Square),得名于画家约翰·辛格顿·科普利,是波士顿后湾地区的一个广场,周围是博伊尔斯顿街、克拉伦登街,圣詹姆斯大道,和达特茅斯街。该广场聚集了许多数量和种
  • 托马斯·阿诺德托马斯·阿诺德(Thomas Arnold,1795年6月13日-1842年6月12日)是英国近代教育家、历史学家。是圣公会广派神学运动的早期支持者。曾于1828年至1841年间任拉格比公学校长,对公学进