《線性穩(wěn)壓器系列》1：從線性穩(wěn)壓器的原理，功能及類型說起...

線性穩(wěn)壓器是一種電源集成芯片，通過線性調(diào)節(jié)實現(xiàn)恒壓輸出。與分離器件電源相比，它具有更高的集成度、更穩(wěn)定的輸出和更多的診斷和保護功能。

線性穩(wěn)壓器有壓器外，還有后線性穩(wěn)壓器、跟隨器和電流檢測線性穩(wěn)壓器，以滿足不同應用場景的需要，廣泛應用于汽車電子設計中。

在演講之前，讓我們通過視頻快速了解線性穩(wěn)壓器在汽車應用中的性能和作用。

線性穩(wěn)壓器的性能和功能https:// .zhihu.com//c.b2b168.net/video/05063168

接下來，讓我們從線性穩(wěn)壓器的原理、功能和類型開始...

1. 為何使用線性穩(wěn)壓器？

汽車的ECU在中間，單片機和系統(tǒng)的其他設備需要一個可靠和穩(wěn)定的電壓低于電池電壓(例如3).3V或5V）從-40電源°C到150°C在整個溫度范圍內(nèi)工作。由于分立器件的電壓受負載電流（如電阻分頻器）或溫度（如齊納二極管）的影響，分立器件解決方案不能滿足汽車應用中的電源要求。

線性穩(wěn)壓器將直流輸入電壓(如電池電壓)轉(zhuǎn)換為較低的直流輸出電壓(如5)V）。只要輸入電壓大于輸出電壓，即使輸入電壓波動，輸出電壓仍能保持穩(wěn)定。

線性穩(wěn)壓器是汽車應用中較常用的電源解決方案。

線性穩(wěn)壓器框圖

2. 線性穩(wěn)壓器是如何工作的？

線性穩(wěn)壓器由內(nèi)部參考電壓、誤差放大器、反饋電壓分壓器和功率晶體管組成。輸出電流由誤差放大器控制。誤差放大器比較參考電壓和輸出反饋電壓。

如果輸出反饋電壓低于參考電壓，誤差放大器會使更多的電流通過功率裝置，從而提高輸出電壓。

相反，如果反饋電壓高于參考電壓，誤差放大器會降低流過電源晶體管的電流，從而降低輸出電壓。

3. 導通元件類型

a) NPN線性穩(wěn)壓器

NPN晶體管

使用傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器NPN雙極晶體管作為導通元件。通常，導通元件由一個PNP基極電流驅(qū)動晶體管NPN因此，壓差等于功率晶體管VSAT(PNP) VBE(NPN)，即輸入電壓與輸出電壓之間的較小電壓差約為1.2V。此外，這種線性穩(wěn)壓器的功能和集成保護特性有限，需要額外的保護電路。

b) PNP線性穩(wěn)壓器

PNP晶體管

僅用一個PNP雙極晶體管作為導通元件，PNP穩(wěn)壓器的壓差約為0.5V左右。基于這一特點，這種穩(wěn)壓器被稱為低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）。這樣，當電池電壓下降（如發(fā)動機啟動）時，穩(wěn)壓器仍然可以運行。PNP穩(wěn)壓器本身有反極性故障保護。

c) NMOS線性穩(wěn)壓器

NMOS

NMOS晶體管提供低壓差和極小的靜態(tài)電流。 因為NMOS門極需要比源極電壓高2左右V為了驅(qū)動旁路原件開路，需要使用電荷泵來實現(xiàn)低壓差。但電荷泵也會產(chǎn)生額外的線噪聲。

d) PMOS線性穩(wěn)壓器

PMOS

PMOS線性穩(wěn)壓器提供極低的壓差和極小的靜態(tài)電流。PMOS導通元件不需要使用內(nèi)部電荷泵。PMOS線性穩(wěn)壓器引入了新的控制環(huán)設計，使調(diào)節(jié)環(huán)速度更快，穩(wěn)定性更高，只需1μF輸出電容穩(wěn)壓器可以穩(wěn)定工作。

4.輸出電壓可調(diào)

可通過外部電阻分壓器調(diào)節(jié)某些線性穩(wěn)壓器的輸出電壓，電阻分壓電路必須連接到命名ADJ或VA電壓調(diào)節(jié)引腳。

通過以下公式輕松計算所選輸出電壓的外部電阻值：

其中：

R2 < 50kΩ，以忽略流入ADJ/VA引腳電流的內(nèi)部參考電壓取決于具體的設備。設備可以在設備數(shù)據(jù)手冊中找到Vref 值。如果所需的輸出電壓等于參考電壓，只需將輸出引腳Q直接連接到電壓調(diào)節(jié)引腳ADJ/VA。

以上是對線性穩(wěn)壓器功能、原理和結(jié)構(gòu)的簡要介紹。我希望它能幫助你對它們有一個初步的了解。詳情請瀏覽以下網(wǎng)站。