《线性稳压电源》课件.pptVIP

线性稳压电源稳定可靠的电源方案适用于精密电子设备

课程目标1掌握线性稳压器基本原理2了解主要类型与特性3学习设计考虑因素4对比不同稳压技术

什么是线性稳压器？电压调节装置将不稳定输入电压转换为稳定输出线性控制元件通过调整串联元件电阻实现稳压模拟电路连续调整工作状态确保输出恒定

线性稳压器的基本原理检测输出持续监测输出电压比较参考与内部基准电压比较调整阻抗改变串联元件电阻值维持稳定保持输出电压恒定

线性稳压器的工作原理1输入电压变化外部供电电压波动2反馈信号生成采样电路检测输出变化3误差放大比较器产生误差信号4调整导通状态控制元件阻抗变化

线性稳压器的基本结构功率管元件主要功率控制元件1参考电压源提供稳定参考基准2误差放大器比较并放大偏差信号3反馈网络采样输出电压形成反馈4

线性稳压器的主要组成部分调整晶体管可变电阻元件，控制电流基准电压提供稳定参考值放大电路检测并放大误差信号分压网络采样输出电压

压控电流源的作用控制输出电流根据负载需求调整输出电流大小响应负载变化快速适应负载阻抗变化维持稳定输出确保在变化条件下输出稳定

控制电路的功能检测偏差测量输出与参考值之间的差异产生控制信号生成相应的调整信号驱动功率元件调整功率管的导通状态保持系统稳定防止振荡和过度响应

反馈环路的重要性检测输出持续监测输出电压值1比较基准与内部参考电压对比2调整输入修正控制元件状态3稳定输出使输出电压保持恒定4

线性稳压器的类型串联型稳压器调整元件串联于电源和负载之间并联型稳压器分流元件并联于负载两端低压差稳压器特殊设计的串联型，压降小

串联型线性稳压器输入电压不稳定的电源输入串联调整元件位于电源与负载之间控制电路根据反馈调整导通状态稳定输出向负载提供恒定电压

并联型线性稳压器1输入电源通过限流电阻连接2并联调整元件与负载并联连接3分流电流控制调整分流电流大小

串联型vs并联型：优缺点比较串联型优点效率较高适用于大电流结构简单串联型缺点压降损耗大热量集中并联型优点短路保护性好热分散并联型缺点效率低结构复杂

线性稳压器的主要特性电压精度输出电压与标称值的偏差程度负载调整率负载变化时输出电压的稳定性纹波抑制抑制输入纹波的能力温度系数温度变化对输出的影响

线性调整率定义输入电压变化对输出电压的影响程度计算方法输出变化量与输入变化量的比值典型值0.01%至0.1%，越小越好

负载调整率负载电流(mA)输出电压(V)负载电流增加时输出电压略有下降，良好设计应保持曲线平坦

纹波抑制比60dB典型PSRR值普通线性稳压器80dB高性能值高精度应用100Hz关键频率电源纹波常见频率

输出阻抗定义稳压器输出等效阻抗影响因素反馈增益和输出电容重要性决定负载变化时响应速度优化方法增加反馈增益和输出电容

温度系数温度每变化1°C引起的输出电压百分比变化典型值：50-100ppm/°C

线性稳压器的设计考虑因素1功耗散热确保安全工作温度2稳定性防止振荡，保证动态响应3电气特性电压精度、纹波抑制4基本参数输入范围、输出电压、最大电流

输入电压范围1最小输入电压输出电压+压降电压2最大输入电压取决于元件耐压能力3工作范围典型值为1.5-35V4电压裕度预留20%安全余量

输出电压精度不同应用领域要求不同精度，精度越高成本越高

最大输出电流小信号应用100mA以下中等功率100mA-1A大功率应用1A以上，需散热限制因素功率耗散和热管理能力

压降电压定义维持正常工作所需最小输入输出电压差标准稳压器典型值2-3VLDO稳压器典型值0.1-0.5V影响因素功率元件特性和负载电流

稳定性分析波特图分析评估相位裕度和增益裕度阶跃响应检查过冲和稳定时间补偿网络调整频率响应确保稳定

线性稳压器的效率压降电压(V)效率(%)线性稳压器效率直接与压降电压相关，压降越小效率越高

功率损耗计算计算公式P损=(Vin-Vout)×Iout示例12V→5V@1A：功耗=(12-5)×1=7W热等效几乎全部转化为热量

热管理considerations计算结温Tj=Ta+P损×Rθja选择散热器根据热阻确定散热器大小热阻优化使用导热硅脂、PCB铜面温度监测热敏电阻或集成温度传感器

线性稳压器的应用场景适用于需要低噪声、高精度电源的场合常见于模拟电路、音频设备、测量仪器

低噪声应用音频设备降低底噪，提高信噪比RF电路减少相位噪声，提高接收灵敏度传感器供电确保精确测量，减少干扰医疗设备保证信号完整性和可靠性

精确电压控制参考电压源提供高精度基准1ADC/DAC供电确保转换精度2测量仪器保证测量准确性3校准电路提供稳定基准电压4

低压差线性稳压器（LDO）定义极低压降的线性稳压器压降值通常低于0.5V关键特性高效率、低噪声、小体积典型应用移动设备、后级稳压

LDO的特点和优势低压降输入输出压差小电