线性稳压器也称3引脚稳压器,能简单降低dc电压。基本上分成输入、输出、gnd的3个引脚,并将输出电压事先调整成标准电压。之后也陆续开发出利用外置电阻输出可变型或内置on/off功能(关断)等规格,根据功能变更引脚数量。构造上完全利用线性反馈环路控制,误差放大器监视输出至反馈为止的电压,输入变动或输出负载变动时,调整输出电压保持稳定。不必开关,不会出现开关所引起的噪声和纹波。
使用方法非常简单,但使用时必须考虑损耗(热)。如上图所示,线性稳压器是指输入和输出间的电压差和流至输入的电流的积为损耗功率,而损耗功率会转换成热。在未加装散热板下,最多只能承受到2w左右。当然,损耗大代表着效率差。考虑加装acdc电源模块时,线性稳压器ic的输入,无法直接承受整流100vac的140v电压,在采用开关方式的acdc电源模块中,替换dc/dc部分无法使用的线性稳压器ic。虽然可以利用高耐压晶体管等,不直接连线性稳压器,但从140v的dc电压,降至例如12v的电压时,考虑到热处理,事实上并无其他选择。此外,也必须考虑如何设计电路,以及包含散热器在内时所需要的空间。
根据上述理由,利用线性稳压器转换dc/dc(降压稳定化)时,一般会采用变压器的方式。若能将使用变压器的变压(降压)调整理最佳状态,线性稳压器的输入、输出落差不要太大的话,效率就不会变得那么差,且能在允许的发热范围内使用。线性稳压器还具备纹波抑制功能,可以抑制平滑后dc中残存的纹波。在不能有噪声的应用装置上,加装线性稳压器可以解决噪声问题。
开关稳压器效率高,并且能够轻松实现升压输出、降压输出和电压逆变。目前的模块电源结构紧凑、性能可靠,许多供应商都有使用。尽管开关稳压器具有许多优势,但也存在不足之处。开关稳压器属于复杂芯片,为确保新产品正常工作,可能需要更多的设计工作。其次,目前的开关稳压器集成度越高,成本也越高,并且还需增大芯片尺寸。并且所有的高频率开关往往会产生噪声,在高频工作模式下,开关稳压器会在输入和输出滤波器上产生电压和电流纹波,这是在设计中使用该器件所面临的主要问题。而线性稳压器可以解决开关稳压器的所有主要缺点,它们简单且低成本,需要较少外部元器件。
线性稳压器的优势在于直流输出中产生的噪声极少,输出非常干净,但是能效比开关转换器低很多,不能像开关稳压器一样实现高于输入电压的升压输出。尽管如此,一些应用仍会首选线性稳压器,而就简洁性、成本、在特定工作条件下及能效而言,线性稳压器是dc/dc转换拓扑结构的最佳选择之一。