電子電路中線性穩(wěn)壓器的作用及原理解析

線性穩(wěn)壓器是廣泛應(yīng)用于電子電路中的一種電源管理器件，其作用主要是將不穩(wěn)定的直流電源（輸入）轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電壓，并且輸出電壓與負載電流幾乎無關(guān)。線性穩(wěn)壓器能夠提供相對穩(wěn)定、紋波較小的電源電壓給電路中的各個組件使用，從而保證了電子設(shè)備、家用電器、計算機等的正常運行。

一、線性穩(wěn)壓器的基本工作原理

線性穩(wěn)壓器的基本工作原理是將輸入電壓經(jīng)過調(diào)節(jié)電路進行調(diào)整，并去除掉噪聲，然后再傳遞到穩(wěn)定電壓的輸出端口。其中，調(diào)節(jié)電路通常由參考電壓源和誤差放大器兩部分組成。參考電壓源提供一個固定的參考電壓，誤差放大器輸出一個誤差電壓，通過對這兩個信號的比較，產(chǎn)生一個控制信號來調(diào)節(jié)晶體管或調(diào)節(jié)管的導(dǎo)通狀態(tài)，使得輸出電壓保持穩(wěn)定。

具體來說，在線性穩(wěn)壓器中，調(diào)節(jié)管的導(dǎo)通狀態(tài)決定了輸出電壓與輸入電壓之間的電壓差，而誤差放大器就是基于這種電壓差來產(chǎn)生誤差信號的放大器。如果輸出電壓低于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓值，如果調(diào)節(jié)器被要求提高電壓，則控制電壓將導(dǎo)致晶體管或調(diào)節(jié)管導(dǎo)通的時間更長，輸出電壓就會增加。反之，如果輸出電壓高于標(biāo)準(zhǔn)電壓值，則減小導(dǎo)通時間，輸出電壓就會減少。

二、線性穩(wěn)壓器的特點

線性穩(wěn)壓器具有以下幾個特點：

線性穩(wěn)壓器能夠提供穩(wěn)定、紋波小的電源電壓，能夠滿足各種電路對電源質(zhì)量的要求。

線性穩(wěn)壓器的輸出電流幾乎不受負載電流的影響，因此穩(wěn)定性高。

線性穩(wěn)壓器具有較低的輸出電阻和噪聲，使得其在一些對信噪比要求較高的應(yīng)用場景下得到廣泛應(yīng)用。

線性穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)方便，可靠性高，適用于大多數(shù)功率要求不高的電子電路。

線性穩(wěn)壓器的成本較低，相對于其他電源管理器件來說，具有較高的性價比。

雖然線性穩(wěn)壓器有很多優(yōu)點，但是也存在一些缺點，如功率消耗大、效率低、溫升大等。因此，在一些需要低噪聲、低紋波、高效率、高穩(wěn)定性的場合，可以考慮采用其他類型的電源管理器件。

三、常見的線性穩(wěn)壓器

常見的線性穩(wěn)壓器有78xx系列、79xx系列和LM317。下面對這三種線性穩(wěn)壓器做具體介紹。

1.78xx系列

78xx系列線性穩(wěn)壓器是一類固定輸出電壓的正電壓型穩(wěn)壓器，其中xx代表輸出電壓的大小，如7805輸出電壓為5V。這種線性穩(wěn)壓器很容易使用，因為它只需要加幾個外部元件就可以形成一個完整的穩(wěn)壓器電路。78xx系列線性穩(wěn)壓器是較為常用的線性穩(wěn)壓器之一，常見于各種電子設(shè)備的電源電路中。

2.79xx系列

79xx系列線性穩(wěn)壓器是一類固定輸出電壓的負電壓型穩(wěn)壓器，其中xx代表輸出電壓的大小，如7905輸出電壓為-5V。79xx系列線性穩(wěn)壓器的特點和78xx系列線性穩(wěn)壓器類似，只不過是輸出電壓的極性相反。79xx系列線性穩(wěn)壓器也是在電子電路中經(jīng)常使用的器件之一。

3.LM317

LM317是一種可調(diào)節(jié)輸出電壓的線性穩(wěn)壓器，它能夠提供比78xx系列和79xx系列更大、更廣泛的電壓范圍，而且可以通過調(diào)整外部元件來實現(xiàn)輸出電壓值的調(diào)節(jié)。這種線性穩(wěn)壓器經(jīng)常被用作一個常規(guī)的電子電路中的電源電壓調(diào)節(jié)電路。

作為電子電路中廣泛使用的一種電源管理器件，線性穩(wěn)壓器可以使不穩(wěn)定的直流電源穩(wěn)定，并為各種電子設(shè)備的正常運行提供電源電壓。線性穩(wěn)壓器具有調(diào)整方便、低噪聲、低紋波、低輸出電阻等特點，適用于在大多數(shù)功率要求不高的電子電路中，如電子設(shè)備、家用電器、計算機等等。同時，線性穩(wěn)壓器也存在一些缺點，如功率消耗大、效率低、溫升大等。因此，在選擇使用線性穩(wěn)壓器的時候，需要根據(jù)實際場景選擇正確的型號，以保證其能夠最好地發(fā)揮作用。

審核編輯：湯梓紅