线性稳压电源及其特点

根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类： 线性稳压电源 和 开关 稳压电源。此外，还有一种使用稳压管的小电源 。

        这里说的 线性稳压电源 ，是指 调整管工作在线性状态下 的直流稳压电源。调整管工作在线性状态下，可这么来理解： R_W （ 见下面的分析 ）是连续可变的，亦即是线性的。而在开关电源中则不一样，开关管（ 在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管 ）是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小；关——电阻很大。工作在开关状态下的管子显然不是线性状态。

        线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是： 输出电压比输入电压低；反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低；效率较低( 现在经常看的LDO 就是为了解决效率问题而出现的) ；发热量大（尤其是大功率电源），间接地给系统增加热噪声 。

    工作原理：我们先用下图来说明线性稳压电源调节电压的原理。如下图所示，可变电阻RW 跟负载电阻RL 组成一个分压电路，输出电压为：

Uo=Ui×R_L/(R _W+R_L) ，因此通过调节R_W 的大小，即可改变输出电压的大小。 请注意 ，在这个式子里，如果我们只看可调电阻R_W 的值变化，Uo 的输出并不是线性的，但如果把R_W 和R_L 一起看，则是线性的。 还要注意 ，我们这个图并没有将R_W 的引出端画成连到左边，而画在右边。虽然这从公式上看并没有什么区别，但画在右边，却正好反映了“采样”和“反馈”的概念---- 实际中的电源，绝大部分都是工作在采样和反馈的模式下的，使用前馈方法很少，或就是用了，也只是辅助方法而已。

让我们继续：如果我们用一个三极管或者场效应管，来代替图中的可变阻器，并通过检测输出电压的大小，来控制这个“变阻器”阻值的大小，使输出电压保持恒定，这样我们就实现了稳压的目的。这个三极管或者场效应管是用来调整电压输出大小的，所以叫做 调整管 。

像图1 所示的那样，由于调整管串联在电源跟负载之间，所以叫做 串联型稳压电源 。相应的，还有 并联型稳压电源 ，就是将调整管跟负载并联来调节输出电压，典型的基准稳压器TL431 就是一种并联型稳压器。所谓并联的意思，就是象图2 中的稳压管那样，通过分流来保证衰减放大管射极电压的“稳定”，也许这个图并不能让你一下子看出它是“并联”的，但细心一看，确实如此。不过， 大家在此还要注意一下：此处的稳压管，是利用它的非线性区工作的，因此，如果认为它是一个电源，它也是一个非线性电源 。为了便于大家理解，回头我们找一个理适合的图来看，直到可以简明地看懂为止。

由于调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，导致效率不高。这是线性稳压电源的一个*主要的一个缺点。想要更详细的了解线性稳压电源，请参看模拟电子线路教科书。这里我们主要是帮助大家理清这些概念以及它们之间的关系。

一般来说，线性稳压电源由 调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路 等几个基本部分组成。另外还可能包括一些例如 保护电路，启动电路 等部分。下图是一个比较简单的线性稳压电源原理图（示意图，省略了滤波电容等元件），取样电阻通过取样输出电压，并与参考电压比较，比较结果由误差放大电路放大后，控制调整管的导通程度，使输出电压保持稳定。

常用的线性串联型稳压电源芯片有：78XX 系列 （正电压型），79XX 系列 （负电压型）（实际产品中，XX 用数字表示，XX 是多少，输出电压就是多少。例如7805 ，输出电压为5V ）；LM317 （可调正电压型），LM337 （可调负电压型）；1117 （低压差型，有多种型号，用尾数表示电压值。如1117-3.3 为3.3V ，1117-ADJ 为可调型）。