有兩種類型的穩(wěn)壓器用于向電路提供恒定電壓：線性穩(wěn)壓器和開關穩(wěn)壓器。線性電壓調(diào)節(jié)器具有一個作為線性電子元件運行的通路元件。散熱、低效率、高工作溫度和大型散熱器等因素限制了線性電子器件在電壓調(diào)節(jié)方案中的應用。在本文中，我們將在討論線性穩(wěn)壓器特性和應用時了解原因。

一、電源電壓調(diào)節(jié)

廣泛的應用，例如工業(yè)公用事業(yè)、消費電器、手持設備和通信系統(tǒng)——需要電源。這些應用的電源是一個穩(wěn)定的直流電壓，它是通過對交流電源進行整流而獲得的。整流后的交流電壓是脈動的，因此必須使用濾波器來平滑電源。

當今電子設計中的電源解決方案通常需要保持或調(diào)節(jié)輸出電壓恒定，而與交流電網(wǎng)的變化或負載變化無關。穩(wěn)壓器與整流濾波器組合集成以提供恒定的直流電源。通常，電壓調(diào)節(jié)電路包括傳輸元件、參考電壓、反饋電路和控制電路。電壓調(diào)節(jié)方案的核心功能是檢測輸出直流電壓相對于參考電壓的變化。輸出直流電壓和參考電壓之間的差異會形成誤差。根據(jù)誤差，產(chǎn)生控制信號以驅(qū)動通路元件，使得輸出直流電壓始終保持恒定。

二、線性穩(wěn)壓器

電源管理設計對于電路設計工程師來說可能是一項具有挑戰(zhàn)性的任務。在選擇合適的電源設計時，需要考慮幾個因素，例如效率、尺寸、緊湊性、瞬態(tài)響應、成本和精度。根據(jù)應用，解決方案可以是線性穩(wěn)壓器或開關穩(wěn)壓器。

線性穩(wěn)壓器采用MOSFET或BJT作為傳輸元件來保持恒定的輸出電壓。導通元件的可變電導率用于線性電壓調(diào)節(jié)中的電壓調(diào)節(jié)。線性穩(wěn)壓器充當分壓器電路，這僅是由于在有源區(qū)（也稱為歐姆區(qū)或線性區(qū)）中的傳輸元件的操作才可能實現(xiàn)的。

線性穩(wěn)壓器主要有兩種類型：

（1）串聯(lián)線性穩(wěn)壓器：當一個調(diào)整元件與負載串聯(lián)時，它就形成了一個串聯(lián)線性穩(wěn)壓器。在串聯(lián)電壓調(diào)節(jié)器中，通過控制通過元件的電壓降來調(diào)節(jié)負載電壓。

（2）并聯(lián)線性電壓調(diào)節(jié)器：并聯(lián)線性電壓調(diào)節(jié)器是一種通路元件與負載并聯(lián)的電壓調(diào)節(jié)器。控制通過通路元件的電流以保持并聯(lián)線性穩(wěn)壓器中的恒定電壓。

三、線性穩(wěn)壓器的特性

線性穩(wěn)壓器可用作高度集成電路，例如IC7805、7812、7915、LM317、LM309和LM2940。線性穩(wěn)壓器有三種基本設計，基于穩(wěn)壓器上維持輸出所需的最小電壓降電壓常數(shù)。分類如下：

（1）標準調(diào)節(jié)器：標準調(diào)節(jié)器中的通行證是NPN達林頓對。
（2）低壓差(LDO)穩(wěn)壓器：LDO穩(wěn)壓器中有一個晶體管。
（3）準LDO穩(wěn)壓器：PNP和NPN晶體管的組合構成了準LDO穩(wěn)壓器中的通路元件。

線性穩(wěn)壓器可以輸出穩(wěn)定的電壓，幾乎沒有噪聲。這些穩(wěn)壓器最適合小于20W的應用。線性穩(wěn)壓器IC簡化了設計，對電阻器和電容器等外部組件的要求最低。然而，這些穩(wěn)壓器的幾個特點限制了它們的應用：

（1）提供非常低的效率，大約為20-60%。
（2）傳輸元件的線性模式操作會導致過多的功率耗散和發(fā)熱。
（3）只能用作降壓穩(wěn)壓器。
（4）工頻變壓器用于線性電壓調(diào)節(jié)，它們增加了系統(tǒng)的尺寸和重量。

在空間受限的應用中，基于線性電子的電壓調(diào)節(jié)器應該被開關調(diào)節(jié)器取代。使用高頻變壓器比線性穩(wěn)壓器更能減少開關穩(wěn)壓器占用的PCB空間。此外，開關穩(wěn)壓器效率很高，具有升壓和降壓穩(wěn)壓選項。

以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的“線性穩(wěn)壓器的特性和應用技巧”。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發(fā)，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。