电子设计教程7：线性稳压电源的工作原理

心已赠人 2023-07-03 07:05 27阅读 0赞

本文在上一篇教程的基础上，稍加改进，用于讲解线性稳压电源的工作原理。这并不是一个非常实用的电路，因为现在很多LDO芯片（低压差线性稳压电源芯片）内部已经集成了线性稳压电路，用起来很方便。但原理与本文是类似的。  
  上一节的电路效率较低，主要是因为限流电阻接在VCC与输出电压Vo之间，负载需要的电流也需要流过限流电阻。其实TL431只需要1mA的电流就能工作，不需要限流电阻提供太大的电流，毕竟电流经过限流电阻要"交过路费"，转为热能浪费掉。  
  三极管是用小电流控制大电流的器件。三极管串联可以形成达林顿管，它比单管拥有更大的放大倍数。我们把流过限流电阻的电流作为控制信号，来控制流过达林顿管的电流，可以减少限流电阻上的能量浪费。没有大电流经过限流电阻，所以限流电阻的阻值可以大一些。  
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  如果电路带的负载阻值突然变小（则电流相应的突然增大），由于输出端无法提供足够的电流，所以输出电压Vo会降低，导致TL431参考端电压降低，TL431的等效电阻变大，所以达林顿管的基极电压上升，基极电流变大。基极电流变大会导致集电极电流变大上万倍，所以瞬间为电路的输出端提供了足够的电流，保证了输出电压Vo相对稳定。  
  电路带负载的能力也得到了提升。输出电流经过限流电阻会产生浪费，达林顿管替换了限流电阻，消除了这部分浪费，流入电路的电流绝大多数可以通过达林顿管到达输出。  
  我查找了一些LDO芯片的原理，在电子发烧友[的文章][Link 1]看到了几个LDO也是采样电路+放大管（有的称作误差放大器）的设计。  
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![在这里插入图片描述][20200203190709163.png]

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[Link 1]: http://www.elecfans.com/article/83/144/2012/20121130300205.html
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