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ACDC電源基礎(chǔ)知識(4)-線性穩(wěn)壓器

2020-09-10

線性穩(wěn)壓器也稱3引腳穩(wěn)壓器,能簡單降低DC電壓?;旧戏殖奢斎?、輸出、GND3個引腳,并將輸出電壓事先調(diào)整成標準電壓。之后也陸續(xù)開發(fā)出利用外置電阻輸出可變型或內(nèi)置ON/OFF功能(關(guān)斷)等規(guī)格,根據(jù)功能變更引腳數(shù)量。構(gòu)造上完全利用線性反饋環(huán)路控制,誤差放大器監(jiān)視輸出至反饋為止的電壓,輸入變動或輸出負載變動時,調(diào)整輸出電壓保持穩(wěn)定。不必開關(guān),不會出現(xiàn)開關(guān)所引起的噪聲和紋波。

 

使用方法非常簡單,但使用時必須考慮損耗。如圖所示,線性穩(wěn)壓器是指輸入和輸出間的電壓差和流至輸入的電流的積為損耗功率,而損耗功率會轉(zhuǎn)換成熱。在未加裝散熱板下,最多只能承受到2W左右。當然,損耗大代表著效率差??紤]加裝ACDC電源模塊時,線性穩(wěn)壓器IC的輸入,無法直接承受整流100VAC140V電壓,在采用開關(guān)方式的ACDC電源模塊中,替換DC/DC部分無法使用的線性穩(wěn)壓器IC。雖然可以利用高耐壓晶體管等,不直接連線性穩(wěn)壓器,但從140VDC電壓,降至例如12V的電壓時,考慮到熱處理,事實上并無其他選擇。此外,也必須考慮如何設(shè)計電路,以及包含散熱器在內(nèi)時所需要的空間。

 

根據(jù)上述理由,利用線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換DC/DC降壓穩(wěn)定化,一般會采用變壓器的方式。若能使用變壓器變壓降壓調(diào)整理最佳狀態(tài),線性穩(wěn)壓器輸入、輸出落差不要太大的,效率就不會變得那么差,且能在允許發(fā)熱范圍內(nèi)使用。線性穩(wěn)壓器具備紋波抑制功能,可以抑制平滑后DC中殘存的紋波。在不能有噪聲的應用裝置上,加裝線性穩(wěn)壓器可以解決噪聲問題。

 

開關(guān)穩(wěn)壓器效率高,并且能夠輕松實現(xiàn)升壓輸出、降壓輸出和電壓逆變。目前的模塊電源結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠,許多供應商都有使用。盡管開關(guān)穩(wěn)壓器具有許多優(yōu)勢,但也存在不足之處。開關(guān)穩(wěn)壓器屬于復雜芯片,為確保新產(chǎn)品正常工作,可能需要更多的設(shè)計工作。其次,目前的開關(guān)穩(wěn)壓器集成度越高,成本也越高,并且還需增大芯片尺寸。并且所有的高頻率開關(guān)往往會產(chǎn)生噪聲,在高頻工作模式下,開關(guān)穩(wěn)壓器會在輸入和輸出濾波器上產(chǎn)生電壓和電流紋波,這是在設(shè)計中使用該器件所面臨的主要問題。而線性穩(wěn)壓器可以解決開關(guān)穩(wěn)壓器的所有主要缺點,它們簡單且低成本,需要較少外部元器件。

 

線性穩(wěn)壓器的優(yōu)勢在于直流輸出中產(chǎn)生的噪聲極少,輸出非常干凈,但是能效比開關(guān)轉(zhuǎn)換器低很多,不能像開關(guān)穩(wěn)壓器一樣實現(xiàn)高于輸入電壓的升壓輸出。盡管如此,一些應用仍會首選線性穩(wěn)壓器,而就簡潔性、成本、在特定工作條件下及能效而言,線性穩(wěn)壓器是DC/DC轉(zhuǎn)換拓撲結(jié)構(gòu)的最佳選擇之一。

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