線性穩壓器的工作原理及應用
發布時間:2010-09-25 來源:電子發燒友
中心議題:
- 線性穩壓器的工作原理及應用
解決方案:
- 增加穩壓器輸出端的濾波器電容
- 在最大負載電流下規定線性調整率
第一個需要考慮的因素便是確定預期輸出電壓。最為簡單的線性穩壓器擁有一個固定的輸出電壓範圍,其由和圖1所示R1/R2網絡相類似的內部連接確定。可調穩壓器可能會有四個引腳:Vin、Vout、接地引腳和調節引腳。調節引腳是用來調節電壓設置電阻。

圖1基本的線性穩壓器三端可調穩壓器的輸出電壓如圖2所示

圖2三端可調穩壓器並由下列關係式設定:

1.25V為電壓參考值。分子和分母均除以R1可以得出:
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這就是本係列第一篇文章(第1部分最基本的構建塊——運算放大器)中所建立起來的非反相運算放大器(opamp)傳輸函數。我們通常用輸入電源電壓(線性)或輸出電流需求(負載)gaibianshiqibaochiguidingshuchudianyadebiaoxianlaihengliangwenyaqidedongtaixingneng,jiduijingtaibianhuaheshuntaibianhuadexiangying。womentongchangshizaizuidafuzaidianliuxiaguidingxianxingtiaozhenglv(lineregulation),而負載調整率的規定則可能是在一個或多個線性電壓條件下完成的。當輸入未得到調節時,可能會存在一定疊加於DC之上的電源線頻率AC,即輸入紋波,應從輸出中將其去除。
另ling一yi個ge動dong態tai性xing能neng變bian量liang是shi輸shu出chu噪zao聲sheng。通tong過guo增zeng加jia穩wen壓ya器qi輸shu出chu端duan的de濾lv波bo器qi電dian容rong一yi般ban可ke以yi降jiang低di輸shu入ru紋wen波bo和he輸shu出chu噪zao聲sheng,但dan是shi會hui延yan長chang瞬shun態tai恢hui複fu時shi間jian。線xian性xing穩wen壓ya器qi的de運yun行xing依yi賴lai於yu一yi個ge內nei部bu增zeng益yi級ji。為wei了le防fang止zhi該gai增zeng益yi級ji出chu現xian振zhen蕩dang,通tong常chang會hui需xu要yao一yi個ge最zui小xiao輸shu出chu濾lv波bo器qi電dian容rong(請參見圖1中的C2)。一個輸入濾波器電容(請參見圖1中的C1)將jiang有you助zhu於yu穩wen壓ya器qi服fu務wu於yu瞬shun態tai負fu載zai,尤you其qi是shi在zai穩wen壓ya器qi遠yuan離li電dian源yuan時shi更geng需xu要yao這zhe樣yang一yi個ge輸shu入ru濾lv波bo器qi電dian容rong。許xu多duo穩wen壓ya器qi都dou不bu容rong許xu存cun在zai反fan向xiang電dian壓ya。如ru果guo輸shu出chu電dian容rong被bei充chong電dian至zhi輸shu出chu電dian壓ya,同tong時shi輸shu入ru短duan路lu至zhi接jie地di,那na麼me穩wen壓ya器qi將jiang出chu現xian反fan向xiang電dian壓ya,並bing且qie在zai所suo有you電dian路lu獲huo得de放fang電dian以yi前qian穩wen壓ya器qi都dou會hui鎖suo閉bi在zai某mou種zhong未wei知zhi狀zhuang態tai中zhong。這zhe種zhong故gu障zhang狀zhuang態tai可ke能neng會hui引yin起qi穩wen壓ya器qi自zi毀hui。為wei了le避bi免mian出chu現xian這zhe種zhong故gu障zhang模mo式shi,可ke能neng會hui需xu要yao一yi個ge反fan向xiang二er極ji管guan鉗qian位wei(請參見圖3)。

圖3反向電壓鉗位由於缺少一種將未用能量輸入存儲到穩壓器的機製,因此必須將其以散熱的形式耗散掉。該功率可以由下列公式計算得到:
![]()
計(ji)算(suan)過(guo)程(cheng)中(zhong)輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)的(de)使(shi)用(yong),使(shi)得(de)穩(wen)壓(ya)器(qi)靜(jing)態(tai)或(huo)接(jie)地(di)電(dian)流(liu)均(jun)得(de)到(dao)考(kao)慮(lv)。在(zai)要(yao)求(qiu)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)大(da)於(yu)穩(wen)壓(ya)器(qi)承(cheng)受(shou)能(neng)力(li)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),可(ke)以(yi)添(tian)加(jia)一(yi)個(ge)外(wai)部(bu)晶(jing)體(ti)管(guan),如(ru)圖(tu)4所示。這種做法僅適用於可調輸出穩壓器。

圖4利用外部晶體管增大I(負載)該電路可能有助於將穩壓器芯片的熱量通過散熱片轉移至晶體管。降低穩壓器的功耗,可以降低由於溫度變化帶來的輸出電壓漂移。
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