线性电压调节器

✍ dations ◷ 2025-06-28 21:11:19 #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

  • 路易-约瑟夫 (法国王太子)法国王太子路易·约瑟夫,全名路易·约瑟夫·泽维尔·弗兰索瓦(法语:Louis Joseph Xavier François de France;1781年10月22日-1789年6月4日),法国国王路易十六和玛丽·安托瓦内特
  • 美国汉语变体汉语(主要为粤语广府话与台山话等)整体使用量在美国诸语言中排行第三,其主要使用者为华裔美国人与华人移民及其后代,特别是在加州与纽约等地区。超过200万美国人使用各种汉语变
  • 2012年被中华人民共和国处决的死刑犯列表2012年被中华人民共和国处决的死刑犯列表,旨在列出2012年被中华人民共和国处决的死刑犯。
  • 先父遗传先父遗传(英语:telegony)是一个倍受怀疑的遗传理论。该理论认为,亲代会继承其母亲前任配偶的特征;因此,寡妇和再婚女性的子女有可能携带其前任丈夫的性状。尽管在19世纪名噪一时,但
  • 天主教打拉教区天主教打拉教区 (拉丁语:Dioecesis Tarlacensis、他加禄语:Diyosesis ng Tarlac)是菲律宾一个罗马天主教教区,属天主教圣费尔南多总教区。辖区包括打拉省。2006年有教友976,000人
  • 小飞象 (2019年电影)《小飞象》(英语:)是一部于2019年上映的美国实景真人(英语:Live action)奇幻电影,由蒂姆·伯顿执导。电影改编自1941年同名动画电影,由科林·法瑞尔、伊娃·格林、迈克尔·基顿和丹
  • Kali Linux NetHunterKali Linux NetHunter版是由Debian派生出的ARM架构Linux发行版,用于数字取证和渗透测试。该系统由Offensive Security有限公司负责维护和提供资金。Mati Aharoni、Devon Kear
  • 大同镇 (邛崃市)大同镇,原为大同乡,是中华人民共和国四川省成都市邛崃市下辖的一个乡镇级行政单位。2019年12月,撤销水口镇、大同乡和茶园乡,设立大同镇。将原水口镇和原大同乡永兴社区、青坪
  • 高山蓍高山蓍(学名:)是菊科蓍属的植物。分布在朝鲜、俄罗斯、蒙古、远东、日本以及中国大陆的东北、山西、河北、内蒙古、宁夏、甘肃等地,生长于海拔1,000米至2,500米的地区,多生长于灌
  • 冯修吉冯修吉(1910年6月-1997年10月21日),男,壮族,广西天等人,中华人民共和国水泥化学家、政治人物,曾任湖北省政协副主席,第六届全国政协委员。