线性电压调节器

✍ dations ◷ 2025-09-15 07:54:09 #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

  • 唯我论唯我论(英语:Solipsism)是一个提出唯某者自己的心灵是确认之存在的哲学理论。唯我论是由拉丁语:solus,意为唯独、唯一,以及拉丁语:ipse,意为自我,所组成。字面意思为我。唯我论的历史
  • 阿韦龙省阿韦龙省(法文:Aveyron)是法国朗格多克-鲁西永-南部-比利牛斯大区所辖的省份。该省编号为12。著名的罗克福尔干酪就产自该省的苏尔宗河畔罗克福尔(Roquefort-sur-Soulzon),世界最
  • 铃木贯太郎铃木贯太郎(1868年1月18日-1948年4月17日),日本海军大将,曾任天皇侍从武官长,在二二六事件中被重伤。在日本战败前夕出任内阁总理大臣(1945年4月-1945年8月),对于日本无条件投降的决策
  • 三角洲部队“Delta Force”(三角洲部队)The Unit (这个单位)Combat Applications Group (CAG;战斗应用群)D-Boy(D男孩)Army Compartmented Element (ACE ;陆军分区元素)1st SFOD-DOperator (操
  • 萨福萨福(古希腊文:Σαπφώ;拉丁化:Sappho,约前630年代-前570年代),古希腊的女同性恋诗人,一生写过不少情诗、婚歌、颂神诗、铭辞等。著有诗集九卷,大部分已散轶,现仅存一首完篇、三首几
  • 室内空气质量室内空气质量(IAQ)是指建筑物及建筑物内以及附近的空气质量,这会影响在建筑物内生活人们的健康及舒适。室内空气质量会受气体(特别是一氧化碳、氡、挥发性有机物)、悬浮粒子、微
  • 米高梅控股公司米高梅控股公司(英语:MGM Holdings Inc.)是一家在美国特拉华州注册的纯粹控股公司,它是美国著名电影公司米高梅电影公司的母公司。通过这家控股公司,米高梅的债权人们间接拥有了
  • 李学诗 (安阳)李学诗(1535年-?年),字子兴,河南彰德府安阳县人,民籍,治《诗经》,年三十一岁中式嘉靖四十四年乙丑科第三甲第一百五十七名进士。三月二十三日生,行一,曾祖李俊;祖李宪;父李廷臣;前母杜氏;乔
  • 孙贤孙贤�(1943年10月27日-2005年2月25日)是一位国际知名的华裔地球化学家。1943年出生于福建省福州市,抗日战争胜利后,随父母迁居台湾省台北市。1962年被保送至台湾大学地质系学习。1
  • 伊藤望伊藤望(1995年2月16日-),出生于日本长崎县佐世保市,是一位日本女子排球运动员,目前效力于东丽箭,场上位置为副攻。身高178公分,体重65公斤。总教练 福田康弘 | 教练 高杉洋平 | 教练