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来源：本站整理 作者：佚名 2011-10-21 18:39:14 一般认为线性稳压器的转换效率低但输出纹波电压低，而开关式DC/DC变换器的转换效率高，但它的输出纹波电压很高（比线性稳压器高1～2个数量级）。如果采用功率MOSFET作调整管，可以组成超低压差线性稳压器，它不仅输出纹波电压小，而且其转换效率可以与DC/DC变换器媲美。 便携式电子产品希望电池寿命长（或两次充电之间的时间间隔长），本文介绍的超低压线性稳压器可满足这种要求，并且有较好的输出精度。 线性稳压器电路笔者采用Si9933功率MOSFET作调整管设计了～个由电池供电（输入电压6V），输出5V电压，输出电流500mA的线性稳压器电路，如下图所示。它与一般的线性稳压器电路基本相同，为了提高基准电压的精度，这里采用TL431精密可调基准电压源来代替一般的稳压二极管。这是因为一般的稳压二极管在3V以下的精度差，其动态电阻Rz=30Ω左右。另外，这里设了一个微调电位器RP，可使在空载时调整RP获得所需的初始电压（因为TL431的基准电压典型值是2.495V．最小值是2.470V，最大值是2.520V）。 其工作原理如下：如果输出电压VOUT有所增加，即输出电压↑，VT3基极电压↑，VT3的IC3 ↑，R3上的电压降↑，VT2的VBEt，VT2的ic2 ↑，R2上的压降↑，使R1上的压降↓，即P管的-VGS↓，P管的内阻↑．使VOUT输出电压↓。
TL431简介 T0-92封装的管脚排列如下图所示（SOT-89封装的管脚与T0-92同）。
基本电路如下图所示。下图-a将阴极与基准电压端连接在一起，输出电压VZ=Vrefo下图-b为输出电压可调电路。输出电压Vz为：
式中Iref为基准电压输入电流，其典型值为0.8 U A，所以第二项往往略去。 Vref的典型值为2.495V，一般可按2.5V来计算。即 本电路采用下图-a接法，实测Vz=2.47V。lz取决于RLIM，lz的最小值Izmin=0.25mA～0.5mA，设计时可按0.5～1mA来计算R，即RLIM为：
电路的测试及分析 输入电压从6.OOV开始，以后每隔0.2V向下降，一直降到5.OOV，并记录输出电压。测试分四次：空载、负载电阻30.1Ω（相当166mA电流）、负载10.4Ω（相当480mA电流）及负载电阻9.4Ω（相当530mA电流）。为了测试误差小一些，输入电压VIN及输出电压Vour的测量用同一块数字电压表（31/2位数字万用表，型号为DT-890C）。测试电路如下左图所示。 四次测试结果分别列于表1~表4。这里要说明的是表1中输出未接负载，但内部有1kΩ串接LED，相当负载电流约3mA，说明此稳压电源在空载时是稳定的；在以后的三次测试中，未调整过电位器RP；在表1中，输入电压VIN=5．OOV，输出电压Vout=5.OOV，这是由于采用20V档来测量的结果。因为作为调整管的P管其-VDS仅几个mV，用20V档电压表是测不出来的（经实测空载时，当VIN=-5.OOV，用mV档测-VDS=1.6mV，VOUT应是4.9984V）。 表3的负载电源已接近500mA，而表4的负载电流已超过额定的500mA。从表3、表4可看出，即使电池的电压已降到5.OV，但输出电流在476mA或523mA时，其输出电压分别为4.95V及4.92V。可以说这电源的稳压精度是相当好的。 低压差指的是VIN=VCUr+lV条件下，在一定负载电阻时，当V．N逐步减小，当出现VOUT下降了100mV时，此时的VIN与VOUT之差称为压差。从表4来看，VIN已降到5．OV，它的输出电压Vour=4.92V（还不到lOOmV）。可以认为是超低压差了。而重要的是电池电压从6V降到5V（即每一节镍镉或镍氢电池降到它终止放电电压1V时）．它仍可保证输出电压在4.92V以上（满负载电流）。这充分利用了电池的性能，延长了两次充电的时间，这性能是很好的。 再来计算一下转换效率。若不考虑地电流，则转换效率T1为：
该线性稳压电路除作为独立的电源外，也适合于作后续电源（接在DC/DC变换器后）输入5V，在lOOmA负载时，它的输出电压大于4.98V（参看表2）。采用后续电源主要用于要求噪声小的传感器或模拟电路。该后续电源如下右图所示。
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