电源应用中的单片线性稳压器_技术

单片或集成线性稳压器允许您仅使用几个组件来创建稳定的电源，从而显着节省时间和空间。此外，当今市场上的许多设备都集成了先进的功能，例如短路、过压和过流保护。自推出以来，线性稳压器一直主导着电源领域，至少在开关技术出现之前是这样。由于其简单性，它们仍用于多种应用，尤其是低功耗应用。线性稳压器的主要限制是效率：效率越低，输出电压和输入电压之间的差异就越大。

图 1显示了作为 V OUT /V IN比率函数的效率趋势：当该比率趋于 1 时可获得最佳结果。如果输出和输入电压之间的差异不可忽略，则还需要提供适当的热管理解决方案，因为多余的能量以热量的形式消散。

图 1：效率与 V OUT /V IN比率

每个线性稳压器的一个非常重要的参数是压差，它是输入电压和输出电压之间的差值。例如，对于输出电压 V OUT = 5 V 和压差 V DROPOUT = 1.5 V 的稳压器，输入电压不应低于 6.5 V。市场上可用的调节器如下所示。

78xx 和 79xx 系列

78xx 系列单片线性稳压器（用于正电压）和 79xx（用于负电压）是市场上寿命最长的产品之一。这些稳压器具有宽范围的输出电压 V OUT和高达 40 V 的输入电压 V IN，可提供高达 1 A 的输出电流，根据型号采用塑料或金属封装。稳压器包括用于热保护和短路保护的内部电路。

根据型号的不同，压差在 1.7 V 和 2.5 V 之间变化。图 2显示了 78xx 系列稳压器的典型应用电路 - 在本例中为 7812。应该注意的是，电容器 C 1和 C 2不需要特别高的容量值，因为稳压器的纹波输出非常小（几毫伏）。这两个电容器虽然不是绝对必要的，但可为电路提供稳定性并改善瞬态响应。

图 2：78xx 稳压器的应用电路

图 3显示了一个类似的电路，这次基于 79xx 负电压调节器（注意二极管桥的反转）。

图 3：79xx 稳压器的应用电路

通过使用中心抽头变压器，两个电路可以轻松组合，形成双电源（例如，12 V 和 –12 V）。

LM1117

我们决定选择这个稳压器而不是 LM317（过去几年很受欢迎），因为与后者相比，LM1117 的压差更低（最大可提供 800 mA 电流时为 1.2 V），而且适用于生成 3.3V 输出电压（当今的微控制器广泛使用）。LM1117 提供固定输出电压（1.8 V、2.5 V、3.3 V 和 5 V）版本和可变输出电压版本，可通过一对外部电阻器调节。图4是固定电压输出稳压器的应用电路，而图5是可变输出电压稳压器的相应电路。