線性穩(wěn)壓器的優(yōu)缺點，作用及原理

線性穩(wěn)壓器最大的優(yōu)點是使用簡單。由于只有一個電容連接到輸入和輸出，可以說本質(zhì)上不需要設(shè)計。換句話說，散熱設(shè)計可能比電路設(shè)計更麻煩(參考散熱計算項1-6)。另外，由于沒有開關(guān)電源那樣的開關(guān)噪聲，所以紋波抑制特性或電壓噪聲本身較小，所以在AV、通信、醫(yī)療、測量等必須消除噪聲的應(yīng)用中比較流行。
圖7:應(yīng)用程序示例
缺點是輸出和輸入的電壓差大，損耗就大，損耗幾乎完全變成熱能，在某些條件下發(fā)熱會很大。如果用電量在幾瓦以上，一定經(jīng)常面臨發(fā)熱的問題。此外，線性調(diào)節(jié)器只能降壓。雖然在同樣的情況下使用負電壓，但是負電壓往往是混淆的，這里就解釋一下。負電壓的線性調(diào)節(jié)器，例如，當輸入功率為-5V時，不能輸出低于-12V的電壓。由于電位從-5V下降到-12V，電壓從-5V上升到-12V的負方向，會向負方向升壓。所以能做的就是輸入-12V到輸出-5V。
圖8:優(yōu)勢和劣勢
線性調(diào)節(jié)器的功能和原理
線性穩(wěn)壓器的作用是當輸入電壓或負載在規(guī)定的工作范圍內(nèi)變化時，提供穩(wěn)定的DC輸出電壓，保證穩(wěn)壓電路能夠長時間安全可靠地工作。
常見的集成線性調(diào)節(jié)器也稱為標準線性調(diào)節(jié)器或NPN線性調(diào)節(jié)器。標準線性穩(wěn)壓器主要由基準電壓源、采樣電路、誤差放大器、調(diào)節(jié)管等基本部件組成。
標準線性調(diào)節(jié)器的基本工作原理
標準電壓調(diào)節(jié)器的基本原理如如圖1所示。串聯(lián)穩(wěn)壓管是由NPN晶體管VT2和VT3組成的達林頓管。VT1是驅(qū)動晶體管，采用PNP晶體管。U1是輸入電壓，U0是輸出電壓。R1和R2是采樣電阻，采樣電壓UQ施加到誤差放大器的同相輸入端。與施加到反相輸入端的參考電壓UREF相比，它們之間的差值被誤差放大器放大以產(chǎn)生誤差電壓Ur，該誤差電壓Ur用于調(diào)節(jié)串聯(lián)調(diào)節(jié)器管的壓降并穩(wěn)定輸出電壓。舉個例子。當輸出電壓U0降低時，UQ和烏爾都降低。隨著驅(qū)動電流的增加，調(diào)節(jié)管的壓降減小，輸出電壓增加。
相反，如果輸出電壓U0上升，誤差放大器輸出的驅(qū)動電流會減小，調(diào)節(jié)管的壓降會增大，使U0下降，最終保持U0穩(wěn)定。因為反饋回路總是試圖使誤差放大器的兩個輸入端的電位相等，即u0=uref，因此，
根據(jù)上面的模式，我們可以得到：
需要說明幾點：
輸出電壓由反饋電路控制，需要補償措施來保證回路的穩(wěn)定性。一些線性調(diào)節(jié)器具有內(nèi)置補償電路，無需外部補償元件即可實現(xiàn)線性調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定運行。一些線性調(diào)節(jié)器需要連接到外部補償網(wǎng)絡(luò)。
其次，控制輸出電壓的反饋回路通過采樣電阻“判斷”輸出電壓，并將采樣的電壓送到誤差放大器的非反相輸入端，而參考電壓連接到反相輸入端。這意味著誤差放大器將通過不斷調(diào)整其輸出電壓和調(diào)整管的電流，使采樣電壓等于參考電壓。線性調(diào)節(jié)器的輸出電壓通常是參考電壓的幾倍。
第三，與負載電流相比，通過電阻分壓器R1和R2的電流可以忽略不計。
第四，晶體管VT1必須是PNP晶體管，因為NPN晶體管的發(fā)射極結(jié)電壓UB”UE為正電壓，要求UB  > U1顯然不合理。PNP管的UBE為負電壓，可以滿足ub  <UE的要求，即ub  <u1。