線性穩壓器的工作原理及特點介紹

線性集成穩壓器的結構　　

現代電子設備特別是便攜式通信設備的電源大都采用集成穩壓器。集成穩壓器是將穩壓電路中的各種元器件（電阻、電容 、二極管、三極管等）集成化，同時做在一個硅片上，或者將不同芯片組裝成一個整體而成為穩壓集成電路或電源模塊。線性集成穩壓器主要由基準電壓、比較放大器、取樣電路、調整電路、啟動電 路和保護電路等幾部分組成。線性集成穩壓器基本構成如下圖：





圖 線性集成穩壓器基本構成



　　線性集成穩壓器原理：當輸出電壓發生變化時，取樣電路取出部分輸出電壓進行比較，通過比較放大器將誤差信號放大后，送到調整管基極，推動調整管調整其管壓降，達到穩定輸出電壓的目的。由于集成電路中采用失調小的差分放大器及多集電極管、場效應管等，使得集成穩壓器在結構上又有本身的特色。



　　在串聯型穩壓電源中，流過調整管的電流基本上等于輸出的負載電流，當負載電流較大時，要求調整管有足夠大的基極電流。為了減少推動調整管的控制電流，可采用復合調整管。



　　基準電壓的穩定性將直接影響穩壓電源輸出電壓的穩定性和精度，因為基準電壓的漂移會被放大而成為輸出電壓的溫度漂移，所以一個良好的基準電壓電路不僅要求它所提供的電壓不隨輸人電壓和輸出電流而變化，同時還要求它的溫度特性好。因此，在集成電路設計中，除了將基準電壓部分的元件置于遠離功率管的地方外，還將各元件盡量靠近，使它們接近等溫區。在電路選擇上，具有零溫度系數的基準電壓是確保集成穩壓器的高精度等特性的必要條件。



　　比較放大器的作用是把取樣電壓與基準電壓加以比較，并將誤差信號放大，送到調整管的基極，推動調整管工作。為了提高穩壓電路性能，比較放大器應具有較高的增益和溫度穩定性。為了減少輸出電壓溫度漂移，在單片集成穩壓器中常采用差分放大器，同時采用恒流源做動態負載來提高放大器的增益。采用恒流源動態負載的優點是，除了能在不必使用輔助電源的情況下獲得比采用歐姆電阻高得多的電壓增益外，還能充分發揮集成電路的長處；同時，用輸入電壓做放大器電源時，恒流源在輸入與輸出之間還能起隔離作用。



　　單片式集成穩壓器包括許多恒流源電路，如驅動基準電壓源的恒流源、比較放大器的恒流源及比較放大器負載的恒流源。這些恒流源電路不能夠自行導通，在啟動時還要向這些恒流源注人基級電流使其導通，以保證電路能夠正常工作。常用的電路一種是用FET啟動，另一種是二極管式或晶體管式隔離啟動。



　　啟動電路的作用是在剛接通直流輸入電壓時，使調整管、放大電路和基準電源等建立起各自的工作電流，而當穩壓電路正常工作時啟動電路被斷開，以免影響穩壓電路的性能。



　　由于集成穩壓器的輸出功率較大，而使用情況又多變，對調整管一般都要求有較好的過流、過壓、過熱等保護，這樣可以大大提高集成穩壓器的可靠性。