什么是穩壓器

穩壓器（Voltage Regulator）是指一種可以在電源電壓或負載電流變化時提供穩定的輸出電壓的設備。

穩壓器主要分為兩種：線性穩壓器和開關穩壓器。用這兩種穩壓器制作的電源分別稱為線性穩壓電源和開關穩壓電源。

本文主要討論線性穩壓器。線性穩壓器又稱為三端穩壓器。

穩壓器穩定電壓

從上面的波形圖中可以看出，穩壓器 L7809CV 將抖動的 14 伏輸入電壓變為了穩定的 9 伏電壓。

5伏穩壓器

上圖中穩壓器將 12 伏電池電壓變為 5 伏的電壓。在使用過程中，隨著電池放電，電池輸出電壓會從充滿電時的 13.7 伏，慢慢下降到完全放電的 11 伏左右。有了 5 伏穩壓器的幫助，無論輸入電壓如何變化，這個 5 伏穩壓器將確保輸出端維持恒定的 5 伏電壓。

穩壓器是一種很靠譜的器件，即使是很差勁的線性穩壓器也能提供精確到百分之五以內的輸出。

新式的穩壓器具有熱關斷功能，確保不會燒掉穩壓器。

一些穩壓器有熱關斷功能

大多數穩壓器以一個或幾個字母開頭，然后是“78”，然后是兩位數字表示輸出電壓。有各種輸出的型號。像下圖中的 L7805CV，“05” 表示輸出電壓是 5 伏。

如何使用線性穩壓器

如何使用穩壓器

穩壓器使用起來很簡單，只需要三個電容就行了，一個 10uF 電容在輸入端，一個 10uF 和 100nF 獨石電容在輸出端。電容的容量不一定非要如此，大一點小一點沒關系。我們輸入 9 伏電壓，可以看到有輸出電壓位 5 伏。

缺點

線性穩壓器的優點是簡單易用，輸出電壓紋波小。但線性穩壓器也具有如下缺點:

1. 效率低
2. 有壓降

線性穩壓器在使用過程中會發熱，其因發熱而浪費的功率可用如下公式計算：

線性穩壓器的熱散耗功率

因此，如果使用 16 伏非穩壓電源作為輸入，使用 5 伏的穩壓器并輸出 300 毫安電流，它將產生 3.3 瓦的熱量。這個熱散耗功率是不小的，會導致穩壓器很熱。

熱散耗可達 3.3 瓦

線性穩壓器效率計算公式：

線性穩壓器效率計算公式

從公式中看出，應該盡量避免給線性穩壓器輸入高電壓（相對于輸出電壓），因為輸入電壓越高，效率越低。

壓降電壓（Dropout Voltage）

壓降電壓

線性穩壓器的壓降電壓(Dropout Voltage) 與維持穩壓器穩定輸出的最小輸入電壓有關。大多數情況下，輸入電壓必須至少比穩壓器的輸出電壓高一兩伏。也就是說，對于一個典型的 5 伏線性穩壓器，你可能需要至少 7 伏的輸入。

壓降電壓動圖

上面的動圖中，我們看到，輸入電壓從 20 伏一路降低到 7 伏，但是輸出電壓沒有變化。低于 7 伏后，如果電壓繼續下降，輸出電壓也開始下降了，5 伏穩壓器已經失效了。

每種器件的壓降電壓可能會有所不同，確切的壓降電壓（Dropout Voltage) 會在具體器件的手冊中給出。

有一種低壓差(Low Dropout Voltage)線性穩壓器，也就是 LDO ，它的壓降很小。例如這款 LM2940 低壓差穩壓器，它的壓降電壓為 0.4 伏。

低壓差穩壓器的壓降很小

低壓差穩壓器（LDO）一般比標準的線性穩壓器稍微貴一些，但是當你的輸入電壓和輸出電壓非常接近時，它們就派上用場了。比如，如果你想用電池為設備供電，你得仔細考慮電池電壓會降到多低。

總體來說，線性穩壓器是一種簡單易用的器件，輸入電壓、輸出電壓、再加幾個電容就搞定了 。

穩壓器使用簡單