中心議題：
- 線性穩(wěn)壓器的工作原理及應(yīng)用
解決方案：
- 增加穩(wěn)壓器輸出端的濾波器電容
- 在最大負(fù)載電流下規(guī)定線性調(diào)整率
第一個(gè)需要考慮的因素便是確定預(yù)期輸出電壓。最為簡(jiǎn)單的線性穩(wěn)壓器擁有一個(gè)固定的輸出電壓范圍，其由和圖1所示R1/R2網(wǎng)絡(luò)相類似的內(nèi)部連接確定。可調(diào)穩(wěn)壓器可能會(huì)有四個(gè)引腳：Vin、Vout、接地引腳和調(diào)節(jié)引腳。調(diào)節(jié)引腳是用來(lái)調(diào)節(jié)電壓設(shè)置電阻。
圖1基本的線性穩(wěn)壓器三端可調(diào)穩(wěn)壓器的輸出電壓如圖2所示
圖2三端可調(diào)穩(wěn)壓器并由下列關(guān)系式設(shè)定：
1.25V為電壓參考值。分子和分母均除以R1可以得出：
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這就是本系列第一篇文章(第1部分最基本的構(gòu)建塊——運(yùn)算放大器)中所建立起來(lái)的非反相運(yùn)算放大器(opamp)傳輸函數(shù)。我們通常用輸入電源電壓(線性)或輸出電流需求(負(fù)載)改變時(shí)其保持規(guī)定輸出電壓的表現(xiàn)來(lái)衡量穩(wěn)壓器的動(dòng)態(tài)性能，即對(duì)靜態(tài)變化和瞬態(tài)變化的響應(yīng)。我們通常是在最大負(fù)載電流下規(guī)定線性調(diào)整率(lineregulation)，而負(fù)載調(diào)整率的規(guī)定則可能是在一個(gè)或多個(gè)線性電壓條件下完成的。當(dāng)輸入未得到調(diào)節(jié)時(shí)，可能會(huì)存在一定疊加于DC之上的電源線頻率AC，即輸入紋波，應(yīng)從輸出中將其去除。
另一個(gè)動(dòng)態(tài)性能變量是輸出噪聲。通過增加穩(wěn)壓器輸出端的濾波器電容一般可以降低輸入紋波和輸出噪聲，但是會(huì)延長(zhǎng)瞬態(tài)恢復(fù)時(shí)間。線性穩(wěn)壓器的運(yùn)行依賴于一個(gè)內(nèi)部增益級(jí)。為了防止該增益級(jí)出現(xiàn)振蕩，通常會(huì)需要一個(gè)最小輸出濾波器電容(請(qǐng)參見圖1中的C2)。一個(gè)輸入濾波器電容(請(qǐng)參見圖1中的C1)將有助于穩(wěn)壓器服務(wù)于瞬態(tài)負(fù)載，尤其是在穩(wěn)壓器遠(yuǎn)離電源時(shí)更需要這樣一個(gè)輸入濾波器電容。許多穩(wěn)壓器都不容許存在反向電壓。如果輸出電容被充電至輸出電壓，同時(shí)輸入短路至接地，那么穩(wěn)壓器將出現(xiàn)反向電壓，并且在所有電路獲得放電以前穩(wěn)壓器都會(huì)鎖閉在某種未知狀態(tài)中。這種故障狀態(tài)可能會(huì)引起穩(wěn)壓器自毀。為了避免出現(xiàn)這種故障模式，可能會(huì)需要一個(gè)反向二極管鉗位(請(qǐng)參見圖3)。
圖3反向電壓鉗位由于缺少一種將未用能量輸入存儲(chǔ)到穩(wěn)壓器的機(jī)制，因此必須將其以散熱的形式耗散掉。該功率可以由下列公式計(jì)算得到：
計(jì)算過程中輸入電流的使用，使得穩(wěn)壓器靜態(tài)或接地電流均得到考慮。在要求負(fù)載電流大于穩(wěn)壓器承受能力的情況下，可以添加一個(gè)外部晶體管，如圖4所示。這種做法僅適用于可調(diào)輸出穩(wěn)壓器。
圖4利用外部晶體管增大I(負(fù)載)該電路可能有助于將穩(wěn)壓器芯片的熱量通過散熱片轉(zhuǎn)移至晶體管。降低穩(wěn)壓器的功耗，可以降低由于溫度變化帶來(lái)的輸出電壓漂移。
