线性电压调节器

✍ dations ◷ 2025-11-22 06:16:50 #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

  • 重商主义重商主义(英语:mercantilism)是在16世纪到18世纪之间盛行的经济理论、经济政策。重商主义是民族主义在经济上的一种形式。它的目标是最大限度的使国家富足与强盛,借由获取并留下
  • 让·弗雷谢让·M·J·弗雷谢(法语:Jean M. J. Fréchet,1944年8月19日-),出生于法国勃艮第,美国化学家,加州大学伯克利分校化学系亨利·拉波波特有机化学主席。他还是劳伦斯伯克利国家实验室材
  • span class=nowrapCfClsub3/sub/span氯化锎是一种无机化合物,化学式CfCl3,有很强的放射性。氯化锎可由氧化锎和氯化氢气体反应得到。氯化锎在加热(500℃)下,可以在HCl—H2O的气流中发生水解,产生氯氧化锎。CfF3 · C
  • 特勒县特勒县 (Teller County, Colorado)是美国科罗拉多州中部的一个县。面积1,448平方公里。根据美国2000年人口普查,共有人口20,555人。县治克雷普尔溪 (Cripple Creek)。成立于1
  • 纳米比亚广播公司纳米比亚广播公司(英语:Namibian Broadcasting Corporation / NBC)是纳米比亚的公共广播,于1990年成立,其前身为“西南非洲广播公司”(South West African Broadcasting Corporati
  • 2,4,N-三硝基苯氨基乙酸铅2,4,-三硝基苯氨基乙酸铅是一种化合物,化学式为Pb(C8H5N4O8)2。撞击感度>36%。分解产物含铅的氧化物。2,4-二硝基氯苯和氨基乙酸在催化剂下反应,得到2,4-二硝基苯氨基乙酸(产率
  • 帕维尔·斯捷潘诺维奇·库塔霍夫国外勋章奖励 帕维尔·斯捷潘诺维奇·库塔霍夫(俄语:Павел Степанович Кутахов,转写:Pavel Stepanovich Kutakhov,1914年8月3日-1984年12月3日),苏联空军
  • 霍恩贝格女公爵苏菲霍恩贝格女公爵苏菲(英语:Sophie, Duchess of Hohenberg,1868年3月1日-1914年6月28日)是奥匈帝国皇储弗朗茨·斐迪南大公的妻子。他们夫妇被暗杀的事件成为引发第一次世界大战的
  • 杭白菊杭白菊一种茶用菊花,别名:白菊花、贡菊、滁菊、亳菊、黄菊花、杭菊花。这种杭白菊,主要产自浙江的桐乡。每年的十月初秋盛放菊芳,是采菊制药的季节。杭白菊为菊科植物菊的干燥头
  • NC (复杂度)在计算复杂度理论,NC(Nick's Class),是一个复杂度类,是能被并行计算机在多对数函数时间((log ))内以多项式空间(或者说()并行线程)下解决的判定问题的集合,最先由史提芬·古克提出。