線性穩(wěn)壓器的原理及優(yōu)缺點

線性穩(wěn)壓器（LDO）是電子產(chǎn)品中常用的一種簡單的穩(wěn)壓器電路，在本文中，英銳恩單機片開發(fā)工程師將簡要討論線性穩(wěn)壓器的工作原理、優(yōu)缺點、線性穩(wěn)壓器的變化以及一些重要參數(shù)。

一、線性穩(wěn)壓器的原理

線性穩(wěn)壓器使用一個閉合的反饋環(huán)路來對通過元件施加偏置，以在其輸出端子上保持恒定電壓。在如下圖所示，運算放大器驅(qū)動Q1的基極，以確保其反相輸入端的電壓等于其非反相輸入端的參考電壓。

該電路中的運算放大器具有較小的負載，基本電流和最小的電容性負載。因此，它可以非?？焖俚仨憫?yīng)負載變化。

從該原理圖中可以觀察到兩件事：

1.線性穩(wěn)壓器是降壓轉(zhuǎn)換器，這意味著輸出電壓將始終小于輸入電壓。實際上，V（IN）和V（OUT）之間存在最小的電壓差，這將使線性穩(wěn)壓器工作。在數(shù)據(jù)手冊中，該值稱為壓降電壓。如果V（OUT） 》 V（IN） - V（DROPOUT），則線性穩(wěn)壓器無法將輸出電壓調(diào)節(jié)至所需電壓。

2.功率消耗在傳輸晶體管中。功率量為P=［V（IN） - V（OUT）］* I（LOAD） 。這種功率浪費了熱量。熱量使調(diào)節(jié)器變熱。

二、線性穩(wěn)壓器的優(yōu)點和缺點

線性穩(wěn)壓器通常高度集成，包括通過元件和反饋環(huán)路。當與外部電阻分壓器一起使用時，有些線性穩(wěn)壓器是可調(diào)的。

線性穩(wěn)壓器的優(yōu)點

線性穩(wěn)壓器具有以下優(yōu)點：

1.簡單。

2.便宜。

3.電源抑制比（PSRR）。線性穩(wěn)壓器可對輸入電壓的變化做出快速響應(yīng)，從而產(chǎn)生幾乎沒有輸入紋波的輸出電壓。

4.快速響應(yīng)負載電壓的變化。

5.無開關(guān)噪聲。其他電壓轉(zhuǎn)換電路（稱為DC-DC轉(zhuǎn)換器）具有高頻開關(guān)噪聲。線性穩(wěn)壓器沒有此特性。

線性穩(wěn)壓器的缺點：

線性穩(wěn)壓器的主要缺點是效率低下。這是因為通過元件上的電壓降。這種低效率會導(dǎo)致線性穩(wěn)壓器變熱。請注意應(yīng)用的預(yù)期散熱量，并確保使用足夠的散熱片或銅填充物來控制溫度上升。如果需要高功率，高效率或升壓轉(zhuǎn)換器，請使用DC-DC轉(zhuǎn)換器。

三、線性穩(wěn)壓器的變化

線性穩(wěn)壓器有許多種，一些線性穩(wěn)壓器具有固定的輸出，有些具有可通過電阻分壓器編程的輸出，有些調(diào)節(jié)負電壓。低壓差穩(wěn)壓器（稱為LDO）的低壓差很小。一些線性穩(wěn)壓器包括鋰電池充電管理IC，有些是自動化測試設(shè)備中使用的復(fù)雜的可編程芯片，英銳恩單片機開發(fā)工程師表示，線性穩(wěn)壓器通常會發(fā)生過熱關(guān)斷。

四、有關(guān)線性穩(wěn)壓器的重要參數(shù)

1.最大輸入電壓：這是可以在不損壞或損壞器件的情況下在輸入端子上施加的最大電壓。

2.輸入電壓-輸出電壓差：某些可調(diào)線性穩(wěn)壓器具有最大的輸入-輸出電壓差額定值。

3.額定電流：線性穩(wěn)壓器可以提供的最大電流。這取決于其他因素，例如輸入輸出電壓差、環(huán)境溫度和散熱。封裝的額定功率表明封裝可以消耗多少功率，這可能取決于散熱和布局要求。

4.壓降：這是設(shè)備可以接受并產(chǎn)生穩(wěn)定電壓的最小輸入輸出電壓差。