线性稳压器入门教程

在上一篇文章中 我们使用变压器和桥式整流器将 220 伏的家用市电转换成了 16 伏左右的直流电，但这个直流电有个问题，接上负载后电压会下降，并且抖动得厉害。我们可以使用稳压器（Voltage Regulator）来解决这个问题。

什么是稳压器

稳压器（Voltage Regulator）是指一种可以在电源电压或负载电流变化时提供稳定的输出电压的设备。

稳压器主要分为两种：线性稳压器和开关稳压器。用这两种稳压器制作的电源分别称为线性稳压电源和开关稳压电源。

本文主要讨论线性稳压器。线性稳压器又称为三端稳压器。

稳压器稳定电压

从上面的波形图中可以看出，稳压器 L7809CV 将抖动的 14 伏输入电压变为了稳定的 9 伏电压。

上图中稳压器将 12 伏电池电压变为 5 伏的电压。在使用过程中，随着电池放电，电池输出电压会从充满电时的 13.7 伏，慢慢下降到完全放电的 11 伏左右。有了 5 伏稳压器的帮助，无论输入电压如何变化，这个 5 伏稳压器将确保输出端维持恒定的 5 伏电压。

稳压器是一种很靠谱的器件，即使是很差劲的线性稳压器也能提供精确到百分之五以内的输出。

新式的稳压器具有热关断功能，确保不会烧掉稳压器。

一些稳压器有热关断功能

大多数稳压器以一个或几个字母开头，然后是“78”，然后是两位数字表示输出电压。有各种输出的型号。像下图中的 L7805CV，“05” 表示输出电压是 5 伏。

稳压器的样子

如何使用线性稳压器

如何使用稳压器

稳压器使用起来很简单，只需要三个电容就行了，一个 10uF 电容在输入端，一个 10uF 和 100nF 独石电容在输出端。电容的容量不一定非要如此，大一点小一点没关系。我们输入 9 伏电压，可以看到有输出电压位 5 伏。

缺点

线性稳压器的优点是简单易用，输出电压纹波小。但线性稳压器也具有如下缺点:

1. 效率低

2. 有压降

线性稳压器在使用过程中会发热，其因发热而浪费的功率可用如下公式计算：

线性稳压器的热散耗功率

因此，如果使用 16 伏非稳压电源作为输入，使用 5 伏的稳压器并输出 300 毫安电流，它将产生 3.3 瓦的热量。这个热散耗功率是不小的，会导致稳压器很热。

热散耗可达 3.3 瓦

线性稳压器效率计算公式：

线性稳压器效率计算公式

从公式中看出，应该尽量避免给线性稳压器输入高电压（相对于输出电压），因为输入电压越高，效率越低。

压降电压（Dropout Voltage）

压降电压

线性稳压器的压降电压(Dropout Voltage) 与维持稳压器稳定输出的最小输入电压有关。大多数情况下，输入电压必须至少比稳压器的输出电压高一两伏。也就是说，对于一个典型的 5 伏线性稳压器，你可能需要至少 7 伏的输入。

压降电压动图

上面的动图中，我们看到，输入电压从 20 伏一路降低到 7 伏，但是输出电压没有变化。低于 7 伏后，如果电压继续下降，输出电压也开始下降了，5 伏稳压器已经失效了。

每种器件的压降电压可能会有所不同，确切的压降电压（Dropout Voltage) 会在具体器件的手册中给出。

有一种低压差(Low Dropout Voltage)线性稳压器，也就是 LDO ，它的压降很小。例如这款 LM2940 低压差稳压器，它的压降电压为 0.4 伏。

低压差稳压器的压降很小

低压差稳压器（LDO）一般比标准的线性稳压器稍微贵一些，但是当你的输入电压和输出电压非常接近时，它们就派上用场了。比如，如果你想用电池为设备供电，你得仔细考虑电池电压会降到多低。

总体来说，稳压器是一种简单易用的器件，输入电压、输出电压、再加几个电容就搞定了 。

稳压器使用简