單片或集成式線性穩(wěn)壓器的電源設計方案

單片或集成式線性穩(wěn)壓器使您僅需使用幾個組件即可創(chuàng)建穩(wěn)定的電源，從而節(jié)省大量時間和空間。此外，當今市場上的許多設備都集成了先進的功能，例如短路，過壓和過流保護。自從推出以來，線性穩(wěn)壓器已經(jīng)在電源領域占據(jù)了很長時間，至少在開關技術出現(xiàn)之前一直如此。由于其簡單性，它們仍被用于多種應用中，尤其是低功耗應用。線性穩(wěn)壓器的主要限制是效率：效率越低，輸出電壓和輸入電壓之間的差異就越大。

圖1顯示了效率趨勢隨VOUT/ VIN比率的變化：當該比率趨于1時，可獲得最佳結果。如果輸出電壓和輸入電壓之間的差值不可忽略，則還必須提供適當?shù)臒崃俊９芾斫鉀Q方案，因為多余的能量以熱量的形式消散。

圖1：效率與VOUT/ VIN比率

每個線性穩(wěn)壓器的一個非常重要的參數(shù)是壓差電壓，它是輸入電壓和輸出電壓之間的差。例如，在穩(wěn)壓器的輸出電壓VOUT= 5 V，壓差電壓VDROPOUT= 1.5 V的情況下，輸入電壓絕不能降至6.5 V以下。主要特性和應用電路涉及一些最受歡迎的線性穩(wěn)壓器市場上提供的調節(jié)器如下。

78xx和79xx系列

78xx系列單片線性穩(wěn)壓器（用于正電壓）和79xx系列（用于負電壓）是市場上壽命最長的系列之一。這些穩(wěn)壓器具有寬范圍的輸出電壓VOUT和高達40 V的輸入電壓VIN，可提供高達1 A的輸出電流，取決于型號，采用塑料或金屬封裝。調節(jié)器包括用于熱保護和短路保護的內部電路。

根據(jù)型號的不同，壓差電壓在1.7V至2.5V之間變化。圖2顯示了78xx串聯(lián)穩(wěn)壓器的典型應用電路-在這種情況下為7812。應注意，電容器C1和C2不會由于穩(wěn)壓器的紋波輸出非常小（幾毫伏），因此需要特別高的電容值。這兩個電容器雖然不是嚴格必需的，但可以為電路提供穩(wěn)定性并改善瞬態(tài)響應。

圖2：78xx穩(wěn)壓器的應用電路

圖3顯示了類似的電路，這次基于79xx負電壓調節(jié)器（請注意二極管電橋的反相）。

圖3：79xx穩(wěn)壓器的應用電路

通過使用中心抽頭變壓器，可以輕松地將兩個電路組合在一起，從而創(chuàng)建雙電源（例如12 V和–12 V）。

LM1117

我們決定選擇此穩(wěn)壓器而不是LM317（過去幾年非常流行），因為與后者相比，LM1117的壓差更低（在最大輸出電流為800 mA時為1.2V），并且壓降更大。適用于產(chǎn)生3.3V輸出電壓（當今的微控制器廣泛使用）。LM1117既提供固定輸出電壓（1.8 V，2.5 V，3.3 V和5 V）版本，又具有可變輸出電壓版本，可通過一對外部電阻器進行調節(jié)。圖4顯示了具有固定電壓輸出的穩(wěn)壓器的應用電路，而在圖5中，可見具有可變輸出電壓的穩(wěn)壓器的相應電路。

圖4：LM1117固定輸出版本的應用電路

圖5：LM1117變量輸出版本的應用電路

LM1117具有用于限流和熱關斷的集成功能，以及一個內部齊納二極管，可確保±1％的輸出電壓精度。盡管不是絕對必要的，但建議在輸出端插入一個至少為10 F的鉭電容器，以提高穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應。圖6的電路顯示了用于產(chǎn)生負輸出電壓（–5 V）的穩(wěn)壓器。

圖6：用于產(chǎn)生負電壓的LM1117

LT3080

LT3080是一款低壓降（高達350mV）的線性穩(wěn)壓器，其輸出電壓在1.2V至36V之間可調，最大電流等于1.1A，并且精度高達1％。圖7顯示了穩(wěn)壓器的應用電路：外部電阻RSET允許您選擇輸出電壓值。

圖7：單片線性穩(wěn)壓器

LT3080的一個重要特征是，它可以并行化，從而獲得更大的輸出電流并改善熱管理。圖8中顯示了一個示例。

圖8：并聯(lián)連接的多個LT3080

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