線性穩壓器的案例
線性穩壓器的輸出電容
線性穩壓器必須接入一個輸出電容以保持其穩定性。如果將線性穩壓器描述為一個簡單的控制系統，那么輸出電容就是該控制系統的一部分。像所有的控制系統一樣，線性穩壓器也有一些不穩定的區域。這些區域的穩定性很大程度上取決于該系統的兩個參數：輸出電容的電容值及其等效串聯電阻（ESR）。
應用圖表
對輸出電容的要求已在每個線性穩壓器的數據手冊中注明。
例：TLE42754輸出電容要求
一般而言，ESR-輸出電流圖位于英飛凌穩壓器數據手冊的穩定性板塊中。
沒有最小ESR要求的穩定性圖（TLE42754）
大多數英飛凌線性穩壓器都被設計成可在極低ESR電容下保持穩定。根據汽車電子的要求，推薦使用X5R或X7R電介質材料的陶瓷電容。
也有一些較舊的線性穩壓器（見下表）為了保持穩定性，要求輸出電容有一定的ESR。這些穩壓器是此前鉭電容器廣泛使用時被設計出來的。因此，使用陶瓷電容時，建議額外連接一個串聯電阻到電容器上。
有最小ESR要求的穩定性圖（TLE4271-2）
在選擇器件時，遵循數據手冊中對于輸出電容的要求是十分重要的。如果特定的要求無法被滿足，穩壓器可能不穩定并導致輸出電壓振蕩。
根據數據手冊，擁有 CQ 和 ESR(CQ) 的穩定輸出
過高的ESR (CQ)引發的振蕩
過低的 ESR(CQ) 引發的振蕩
ADI公司的低壓差調節器(LDOs)可以與節省空間的小型陶瓷電容配合使用，但前提是這些電容具有低等效串聯電阻(ESR)；輸出電容的ESR會影響LDO控制環路的穩定性。
展開 VK71xx-1低壓差線性穩壓器LDO穩壓芯片低壓降電源穩壓IC 原廠FAE支持
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VK71XX-1_V1.1-CN.pdf
VK73XX-1_V1.1-CN.pdf
VK75XX-1_V1.1-CN.pdf
展開 低壓差穩壓器LDO的基本原理與主要參數講解
2、最大輸出電流
用電設備的功率不同，要求穩壓器輸出的最大電流也不相同。通常，輸出電流越大的穩壓器成本越高。為了降低成本，在多只穩壓器組成的供電系統中，應根據各部分所需的電流值選擇適當的穩壓器。
3、輸入輸出電壓差
輸入輸出電壓差是低壓差線性穩壓器最重要的參數。在保證輸出電壓穩定的條件下，該電壓壓差越低，線性穩壓器的性能就越好。比如，5.0V的低壓差線性穩壓器，只要輸入5.5V電壓，就能使輸出電壓穩定在5.0V。
4、接地電流
接地電路IGND是指串聯調整管輸出電流為零時，輸入電源提供的穩壓器工作電流。該電流有時也稱為靜態電流，但是采用PNP晶體管作串聯調整管元件時，這種習慣叫法是不正確的。通常較理想的低壓差穩壓器的接地電流很小。
5、負載調整率
負載調整率可以通過圖2-1和式2-1來定義，LDO的負載調整率越小，說明LDO抑制負載干擾的能力越強。
圖2-1
式（2-1）
（2-1）式中△Vload-負載調整率Imax-LDO最大輸出電流Vt-輸出電流為Imax時，LDO的輸出電壓Vo-輸出電流為0.1mA時，LDO的輸出電壓△V-負載電流分別為0.1mA和Imax時的輸出電壓之差
6、線性調整率
線性調整率可以通過圖2-2和式2-2來定義，LDO的線性調整率越小，輸入電壓變化對輸出電壓影響越小，LDO的性能越好。
圖2-2
式（2-2）
（2-2）式中△Vline-LDO線性調整率Vo-LDO名義輸出電壓Vmax-LDO最大輸入電壓△V-LDO輸入Vo到Vmax‘輸出電壓最大值和最小值之差
7、電源抑制比
LDO的輸入源往往許多干擾信號存在。
展開 干貨 | 一文講透DC-DC與LDO的原理和區別
02
低壓差線性穩壓器的主要參數
1．輸出電壓
輸出電壓是低壓差線性穩壓器最重要的參數，也是電子設備設計者選用穩壓器時首先應考慮的參數。 低壓差線性穩壓器有固定輸出電壓和可調輸出電壓兩種類型，固定輸出電壓穩壓器使用比較方便，而且由于輸出電壓是經過廠家精密調整的，所以穩壓器精度很高。 但是其設定的輸出電壓數值均為常用電壓值，不可能滿足所有的應用要求，但是外接元件數值的變化將影響穩定精度。
2．最大輸出電流
用電設備的功率不同，要求穩壓器輸出的最大電流也不相同，通常，輸出電流越大的穩壓器成本越高。 為了降低成本，在多只穩壓器組成的供電系統中，應根據各部分所需的電流值選擇適當的穩壓器。
3．輸入輸出電壓差
輸入輸出電壓差是低壓差線性穩壓器最重要的參數，在保證輸出電壓穩定的條件下，該電壓壓差越低，線性穩壓器的性能就越好。 比如，5.0V的低壓差線性穩壓器，只要輸入5.5V電壓，就能使輸出電壓穩定在5.0V。
4．接地電流
接地電路IGND是指串聯調整管輸出電流為零時，輸入電源提供的穩壓器工作電流。 該電流有時也稱為靜態電流，但是采用PNP晶體管作串聯調整管元件時，這種習慣叫法是不正確的，通常較理想的低壓差穩壓器的接地電流很小。
5．負載調整率
負載調整率可以通過圖2-1和式2-1來定義，LDO的負載調整率越小，說明LDO抑制負載干擾的能力越強。
展開 
干貨｜如何選擇合適的電源芯片，你會了嗎？
DC/DC降壓芯片如：TPS5430/31，TPS75003，MAX1599/61，TPS61040/41
LDO是lowdropoutregulator，意為低壓差線性穩壓器，是相對于傳統的線性穩壓器來說的。傳統的線性穩壓器，如78xx系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓高出2v~3V以上，否則就不能正常工作。
但是在一些情況下，這樣的條件顯然是太苛刻了，如5v轉3.3v，輸入與輸出的壓差只有1.7v，顯然是不滿足條件的。針對這種情況，才有了LDO類的電源轉換芯片。生產LDO芯片的公司很多，常見的有ALPHA，Linear(LT)，Micrel，Nationalsemiconductor，TI等。
二、什么是LDO(低壓降)穩壓器?
LDO是一種線性穩壓器。線性穩壓器使用在其線性區域內運行的晶體管或FET，從應用的輸入電壓中減去超額的電壓，產生經過調節的輸出電壓。所謂壓降電壓，是指穩壓器將輸出電壓維持在其額定值上下100mV之內所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。
正輸出電壓的LDO(低壓降)穩壓器通常使用功率晶體管(也稱為傳遞設備)作為PNP。
展開 如何選擇合適的電源芯片，你會了嗎？
DC/DC降壓芯片如：TPS5430/31，TPS75003，MAX1599/61，TPS61040/41
LDO是lowdropoutregulator，意為低壓差線性穩壓器，是相對于傳統的線性穩壓器來說的。傳統的線性穩壓器，如78xx系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓高出2v~3V以上，否則就不能正常工作。
但是在一些情況下，這樣的條件顯然是太苛刻了，如5v轉3.3v，輸入與輸出的壓差只有1.7v，顯然是不滿足條件的。針對這種情況，才有了LDO類的電源轉換芯片。生產LDO芯片的公司很多，常見的有ALPHA，Linear(LT)，Micrel，Nationalsemiconductor，TI等。
二、什么是LDO(低壓降)穩壓器?
LDO是一種線性穩壓器。線性穩壓器使用在其線性區域內運行的晶體管或FET，從應用的輸入電壓中減去超額的電壓，產生經過調節的輸出電壓。所謂壓降電壓，是指穩壓器將輸出電壓維持在其額定值上下100mV之內所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。
正輸出電壓的LDO(低壓降)穩壓器通常使用功率晶體管(也稱為傳遞設備)作為PNP。這種晶體管允許飽和，所以穩壓器可以有一個非常低的壓降電壓，通常為200mV左右;與之相比，使用NPN復合電源晶體管的傳統線性穩壓器的壓降為2V左右。負輸出LDO使用NPN作為它的傳遞設備，其運行模式與正輸出LDO的PNP設備類似。
更新的發展使用CMOS功率晶體管，它能夠提供最低的壓降電壓。使用CMOS，通過穩壓器的唯一電壓壓降是電源設備負載電流的ON電阻造成的。如果負載較小，這種方式產生的壓降只有幾十毫伏。
展開 新能源汽車講解丨AC/DC、DC/DC轉換器基礎
生成電壓低于初始電壓的轉換器被稱為"降壓轉換器"；生成電壓高于初始電壓的轉換器被稱為"升壓轉換器"。
名稱說明
DC/DC轉換器是指將直流轉換為直流的裝置的名稱。
它常被稱為線性穩壓器或開關穩壓器等，以轉換方式的名稱命名。
為何需要DC/DC轉換器？
插入插座進行工作的電氣產品需要使用將AC（交流）100V轉換為DC（直流）的"AC/DC轉換器"。
這是因為大部分半導體部件只能在DC下工作。
整機電路板上搭載的IC等具有各自固有的工作電壓范圍，電壓精度要求也不同。
通過電壓不穩的電源等供電會導致誤動作或特性劣化等異常。
因此，需使用"DC/DC轉換器"轉換為所需的電壓并實現穩定化。
通過DC/DC轉換器實現電壓穩定的裝置被稱為電壓穩壓器。
電源IC種類
電源IC大致分為線性穩壓器和開關穩壓器兩種。
作為其各自的輸出形式，線性穩壓器僅可降壓輸出比輸入電壓低的電壓。
開關穩壓器則具有自由度，輸出形式包括以下4種：
?降壓輸出比輸入電壓低的電壓
?升壓輸出比輸入電壓高的電壓
?升降壓輸出恒定電壓，與輸入電壓的高低無關
?從正電壓反轉輸出負電壓
而且，開關穩壓器的整流方式有同步整流和非同步整流（二極管整流）。
【電源IC種類】
線性穩壓器和開關穩壓器
通過DC/DC轉換器實現電壓穩定的裝置被稱為電壓穩壓器。
按轉換方式，電壓穩壓器分為線性穩壓器和開關穩壓器2種類型。
線性穩壓器
因工作時輸入與輸出的關系呈線型，故被稱為"線性穩壓器"。
因輸入與輸出間串聯有控制元件，有時也被稱為"串聯穩壓器"。
展開 AC/DC、DC/DC轉換器基礎指南
【電源IC種類】
線性穩壓器和開關穩壓器
通過DC/DC轉換器實現電壓穩定的裝置被稱為電壓穩壓器。
按轉換方式，電壓穩壓器分為線性穩壓器和開關穩壓器2種類型。
線性穩壓器
因工作時輸入與輸出的關系呈線型，故被稱為"線性穩壓器"。
因輸入與輸出間串聯有控制元件，有時也被稱為"串聯穩壓器"。
通過控制元件降壓，因此輸入與輸出的電壓差（降壓程度）越大損耗就越大，效率也越低。
因此適用于小功率的電源。
優點
缺點
電路簡單
外接部件少
噪音小
效率低
發熱大
僅降壓型轉換器
開關穩壓器
接通開關元件（MOSFET），從輸入端向輸出端供電，直至輸出電壓達到所需電壓。
輸出電壓達到規定值后，開關元件即關閉，不再消耗輸入功率。
通過高速重復這一動作，將輸出電壓調節到規定值。
優點
缺點
效率高
發熱小
可實現升壓/降壓/負電壓的轉換
外置部件多
設計困難
噪音大
線性穩壓器的工作原理
一般的引腳構成
線性穩壓器基本上由VIN （輸入）、VO （輸出）、GND （接地）三個引腳構成。
在輸出可變的線性穩壓器上添加了用于反饋輸出電壓的FB（反饋引腳）。
展開 恒流電源入門知識
學習本教程之前最好先學習我之前的線性穩壓器入門教程。
各種穩壓器
在電子硬件這個行當里，大多數時間，你會同恒壓電源打交道。電壓適配器、線性穩壓器和其他類型的電源可能有很小的紋波，但它們基本上是恒壓電源。
那么什么是恒流電源呢？顧名思義，它是一種無論負載如何變化都會輸出恒定電流的電路。
恒流電源
對于一個理想的 1 安培恒流源，無論是將其連接到 1 歐姆電阻或 100 歐姆電阻，它總是會提供 1 安培的電流通過電阻。
總是輸出1 安培
不想使用電阻？在電路中放置一個 LED，無論 LED 是什么顏色，它都會對 LED 輸出恒定的電流。
某些器件，如大功率 LED，最好給它們提供恒定電流，因為它們需要維持相同的亮度。
大功率 LED 燈
可以用恒流源來驅動一串 LED, 這里我搭建了一個 12 mA 的恒流源，不管串聯多少個LED ，它們的電流都是 12 mA。
串多串少一個樣
那么我們如何構建它呢？好吧，構建恒流源的最簡單方法是使用 LM317。
LM317
下面是電路圖：
恒流電源電路
電路很簡單。將電源連接到芯片的輸入引腳，然后在輸出和調整(ADJ)引腳之間并聯一個電阻。一對 10 微法的電容有助于在負載突然變化的時候穩定電流。
電阻 R 的值決定了恒定電流是多少。比如，如果使用 100 歐姆的電阻，它會讓電路輸出 12.5 毫安的理論電流值：1.25 V / 100 歐姆 = 12.5 毫安。
現在讓我們用萬用表量一量輸出電流。
展開 干貨 | 電源變換類型分析
優點：
設計簡單
元件數量少
噪聲小
高速瞬態響應
價格低
缺點：
輸入輸出壓差大效率差
低效率發熱大
有時需要散熱
只能降壓
線性穩壓：
固定輸出線性穩壓器件 －傳統芯片 正電壓輸出的78xx，以及負電壓輸出的79xx
可調輸出線性穩壓器件 －傳統芯片 LM317
線性穩壓的性能特性舉例：
LDO：即low dropout regulator，是一種低壓差線性穩壓器。這是相對于傳統的線性穩壓器來說的。
LDO 是一種線性穩壓器的。傳統的線性穩壓器，如78XX系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓至少高出2V~3V，否則就不能正常工作，低壓降（LDO）線性穩壓器的成本低，噪音低，靜態電流小，這些是它的突出優點。它需要的外接元件也很少，通常只需要一兩個旁路電容。新的LDO線性穩壓器可達到以下指標：輸出噪聲30μV，PSRR為60dB，靜態電流6μA（TI的TPS78001達到Iq=0.5uA），電壓降只有100mV(TI量產了號稱0.1mV的LDO)。
常用LDO器件 － AMS1117
開關穩壓器:
傳輸器件開關(場效應管)，在每個周期完全接通和完全切斷的狀態；
l 里面至少包括一個電能儲能的元件，如：電感器或者電容器；
l 多種拓撲（降壓、升壓、降壓-升壓等） 。
傳統的LM2576系列是降壓開關型集成穩壓器代表。
展開 什么是 DC-DC 轉換？
作為穩壓器，它還可以確保輸出電壓保持在特定值，即使輸出負載是可變的。
一種更有效的DC-DC轉換器類型是開關DC-DC轉換器。開關DC-DC轉換器有幾種拓撲結構，最常見的拓撲如下圖所示。
圖片：DC-DC轉換器的分類
在開關DC-DC轉換器之前，通常使用線性轉換器。線性穩壓器（DC-DC轉換器）有兩種主要拓撲結構：并聯穩壓器和串聯穩壓器。在這種類型的穩壓器中，晶體管作為相關電流源在有源區域工作，在高電流下具有相對較高的壓降，消耗大量功率。由于高功率耗散，線性穩壓器的效率通常較低。線性穩壓器往往笨重而大，但具有低噪聲水平的優點，適用于音頻應用。
展開 
降壓型開關電源教程
為什么需要開關電源
在之前的 線性穩壓器教程 中，我們學習了 L7805 等線性穩壓器的使用。它們使用起來很簡單，但是效率低下。
例如，如果您嘗試用 26 伏電壓為線性穩壓器供電，并且輸出電壓為 5 伏 電流為 3 安培，則最終會產生 63 瓦的熱量。如此巨大的能量浪費是不可接受的。
對于大功率項目，你希望使用所謂的開關電源。有各種不同類型的開關電源，可以讓你將一種電壓轉換為另一種電壓。
本文主要討論降壓型（Buck or Step-down）開關電源。它是一種可以將較高電壓降低到較低電壓的電源。
原理
讓我們先從一個簡單的電路開始。電路由一個 10 伏的直流電源串聯一個開關組成。
開關是什么并不重要。它可以是雙極性晶體管，MOS 管，甚至可以是瘋狂推動機械開關的瘋子。
出于效率原因，開關應該使用場效應（MOS）管。但現在我們在電路中還是用通用開關符號。接下來讓我們用占空比為 50% 的脈沖寬度調制（PWM）信號來控制開關的斷開和閉合。
這會給我們輸出一個一個占空比為 50% 的方波，一半時間為 10 伏，一半時間為 0 伏，這樣平均電壓就是 5 伏。
現在讓我們添加一個 LC 低通濾波器。電感抵抗電流的突變，電容抵抗電壓的突變。綜合效果是我們的 LC 低通濾波器抹平了方波，我們在輸出上獲得了 5 伏的相對穩定的直流電。
但是上面這個電路有個問題。假設開關已閉合，我們的電源正在輸送一些電流。這意味著電流正流過這個電感器。
現在讓我們斷開開關。由于電感中的電流不能立即改變，這意味開關斷開的一小段時間內仍然有電流流過電感。
但是電感左側沒有接任何器件，所以在這里積累大量帶負電荷的電子（電子的流動的方向是和傳統電流方向相反的）。
展開 電子設計基本概念100問解析（81-90問）
答：LDO即low dropout regulator，是一種低壓差線性穩壓器，使用在其線性區域內運行的晶體管或 FET，從應用的輸入電壓中減去超額的電壓，產生經過調節的輸出電壓。所謂壓降電壓，是指穩壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。正輸出電壓的LDO（低壓降）穩壓器通常使用功率晶體管（也稱為傳遞設備）作為 PNP。這種晶體管允許飽和，所以穩壓器可以有一個非常低的壓降電壓，通常為 200mV 左右；與之相比，使用 NPN 復合電源晶體管的傳統線性穩壓器的壓降為 2V 左右。負輸出 LDO 使用 NPN 作為它的傳遞設備，其運行模式與正輸出 LDO 的 PNP設備類似。更新的發展使用 MOS 功率晶體管，它能夠提供最低的壓降電壓。使用 功率MOS，通過穩壓器的唯一電壓壓降是電源設備負載電流的 ON 電阻造成的。如果負載較小，這種方式產生的壓降只有幾十毫伏。
低壓降（LDO）線性穩壓器的成本低，噪音低，靜態電流小，這些是它的突出優點。它需要的外接元件也很少，通常只需要一兩個旁路電容。新的LDO線性穩壓器可達到以下指標：輸出噪聲30μV，PSRR為60dB，靜態電流6μA（TI的TPS78001達到Iq=0.5uA），電壓降只有100mV(TI量產了號稱0.1mV的LDO)。LDO線性穩壓器的性能之所以能夠達到這個水平，主要原因在于其中的調整管是用P溝道MOSFET，而普通的線性穩壓器是使用PNP晶體管。P溝道MOSFET是電壓驅動的，不需要電流，所以大大降低了器件本身消耗的電流；另一方面，采用PNP晶體管的電路中，為了防止PNP晶體管進入飽和狀態而降低輸出能力， 輸入和輸出之間的電壓降不可以太低；而P溝道MOSFET上的電壓降大致等于輸出電流與導通電阻的乘積。
展開 78l05的基礎信息
78L05是一種常見的線性穩壓器IC（集成電路），也被稱為正壓穩壓器。它是一款基于固定正壓型穩壓器設計的元件，用于提供穩定的5V直流電源。78L05通常被廣泛應用于各種電子設備中，如計算機、電子儀器、通信設備和消費類電子產品等。
1.78L05技術參數
以下是78L05的一些常見技術參數：
輸入電壓范圍： 78L05的輸入電壓范圍通常為7V至36V。
輸出電壓： 78L05的輸出電壓為5V，具有很好的穩定性和精確度。
最大輸出電流： 78L05的最大輸出電流取決于不同的封裝類型，常見的最大輸出電流為100mA至500mA。
工作溫度范圍： 78L05的工作溫度范圍通常為0°C至+125°C。
封裝類型： 78L05有多種不同的封裝類型可供選擇，包括TO-92、SOT-89、SOIC等。
這些技術參數使得78L05成為一種方便實用的電源解決方案，能夠滿足許多低功耗電子設備的需求。
2.78L05的特性
78L05具有以下一些常見的特性：
穩定性： 78L05能夠提供非常穩定的5V輸出電壓，即使在輸入電壓變化或負載變化時也能保持較高的穩定性。
過熱保護： 78L05內部集成了過熱保護功能，當溫度超過安全范圍時會自動斷開電路以保護IC。
低功耗： 78L05本身具有很低的靜態工作電流和待機功耗，適用于需要節能設計的應用。
短路保護： 78L05具有短路保護功能，當輸出端短路時能夠自動切斷電路以避免損壞。
低噪聲： 78L05的輸出電壓具有很低的噪聲水平，可以提供干凈、穩定的電源給其他電路元件。
這些特性使得78L05成為一種可靠且易于使用的穩壓器，廣泛應用于各種電子設備中。
展開 論汽車電源設計挑戰及考量
線性方案對比開關方案(SMPS)及設計考量
在電源轉換過程中不可避免地會發熱，穩壓器散熱會損失一部分功率，這樣輸出功率就不可能等于輸入功率。傳統的線性穩壓器在此過程中會耗散大部分能量，已無法滿足當前高功率需求類的應用。我們假定采用線性穩壓器時需要2.5 W的額定功率，以及5 V輸出電壓和0.5 A輸出電流，那么需提供6 W的輸入功率，能效(即輸出功率除以輸入功率的比值)僅為41%，損失高達59%！而同樣情況下，開關電源僅需2.8 W的輸入功率，能效高達90%。
因此，設計工程師可采用開關電源提高系統能效，但是開關方案也有弊端，由于其復雜的反饋回路，外部元件較線性方案多且需要更多的PCB面積，再加上開關的性質導致其降噪性能差，在設計過程中需從反饋回路設計、外部元件數、PCB面積、瞬態電流及電磁干擾等方面考慮，以減輕其弊端。
1. 反饋回路設計
為匹配輸出阻抗的后穩壓器選擇合適的負輸入電阻以避免振蕩，達到穩壓輸出的目的；
有效使用仿真工具以了解頻域中的頻率補償；頻率補償可通過選擇單極響應控制方案來實現。
2. 外部元件數
集成的電源開關可減小布線尺寸，功耗比板外電源開關更低，且更易于設計。
3. 線路板面積
減小電感和電容的尺寸，占板面積得以減小，且開關頻率增加，使能效得以提升，同時減弱PCB電磁輻射和電磁干擾。但需注意盡量使導通和開關損耗最小化，降低噪聲。
4. 瞬態電流
將線性穩壓器和開關電源并聯，可減小瞬態電流，稱為混合開關電源；且可根據線路負載情況，以恒定的開和關條件進行脈沖頻率調制。
5.
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