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如何將交流電轉(zhuǎn)換為直流電 在這篇文章中我們使用變壓器和橋式整流器將 220 伏的家用市電轉(zhuǎn)換成了 16 伏左右的直流電，但這個(gè)直流電有個(gè)問(wèn)題，接上負(fù)載后電壓會(huì)下降，并且抖動(dòng)得厲害。我們可以使用穩(wěn)壓器（Voltage Regulator）來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。
什么是穩(wěn)壓器
穩(wěn)壓器（Voltage Regulator）是指一種可以在電源電壓或負(fù)載電流變化時(shí)提供穩(wěn)定的輸出電壓的設(shè)備。
穩(wěn)壓器主要分為兩種：線性穩(wěn)壓器和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。用這兩種穩(wěn)壓器制作的電源分別稱為線性穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。
本文主要討論線性穩(wěn)壓器。線性穩(wěn)壓器又稱為三端穩(wěn)壓器。
穩(wěn)壓器穩(wěn)定電壓
從上面的波形圖中可以看出，穩(wěn)壓器 L7809CV 將抖動(dòng)的 14 伏輸入電壓變?yōu)榱朔€(wěn)定的 9 伏電壓。
5伏穩(wěn)壓器
上圖中穩(wěn)壓器將 12 伏電池電壓變?yōu)?5 伏的電壓。在使用過(guò)程中，隨著電池放電，電池輸出電壓會(huì)從充滿電時(shí)的 13.7 伏，慢慢下降到完全放電的 11 伏左右。有了 5 伏穩(wěn)壓器的幫助，無(wú)論輸入電壓如何變化，這個(gè) 5 伏穩(wěn)壓器將確保輸出端維持恒定的 5 伏電壓。
穩(wěn)壓器是一種很靠譜的器件，即使是很差勁的線性穩(wěn)壓器也能提供精確到百分之五以內(nèi)的輸出。
新式的穩(wěn)壓器具有熱關(guān)斷功能，確保不會(huì)燒掉穩(wěn)壓器。
一些穩(wěn)壓器有熱關(guān)斷功能。
大多數(shù)穩(wěn)壓器以一個(gè)或幾個(gè)字母開(kāi)頭，然后是“78”，然后是兩位數(shù)字表示輸出電壓。有各種輸出的型號(hào)。像下圖中的 L7805CV，“05” 表示輸出電壓是 5 伏。
穩(wěn)壓器的樣子
如何使用線性穩(wěn)壓器
如何使用穩(wěn)壓器？
穩(wěn)壓器使用起來(lái)很簡(jiǎn)單，只需要三個(gè)電容就行了，一個(gè) 10uF 電容在輸入端，一個(gè) 10uF 和 100nF 獨(dú)石電容在輸出端。電容的容量不一定非要如此，大一點(diǎn)小一點(diǎn)沒(méi)關(guān)系。我們輸入 9 伏電壓，可以看到有輸出電壓位 5 伏。
線性穩(wěn)壓器使用很簡(jiǎn)單。
缺點(diǎn)
線性穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易用，輸出電壓紋波小。但線性穩(wěn)壓器也具有如下缺點(diǎn):
- 效率低
- 有壓降
線性穩(wěn)壓器在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)熱，其因發(fā)熱而浪費(fèi)的功率可用如下公式計(jì)算：
線性穩(wěn)壓器的熱散耗功率
因此，如果使用 16 伏非穩(wěn)壓電源作為輸入，使用 5 伏的穩(wěn)壓器并輸出 300 毫安電流，它將產(chǎn)生 3.3 瓦的熱量。這個(gè)熱散耗功率是不小的，會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)壓器很熱。
熱散耗可達(dá) 3.3 瓦
線性穩(wěn)壓器效率計(jì)算公式：
線性穩(wěn)壓器效率計(jì)算公式
從公式中看出，應(yīng)該盡量避免給線性穩(wěn)壓器輸入高電壓（相對(duì)于輸出電壓），因?yàn)檩斎腚妷涸礁?，效率越低?/span>
壓降電壓（Dropout Voltage）
壓降電壓
線性穩(wěn)壓器的壓降電壓(Dropout Voltage) 與維持穩(wěn)壓器穩(wěn)定輸出的最小輸入電壓有關(guān)。大多數(shù)情況下，輸入電壓必須至少比穩(wěn)壓器的輸出電壓高一兩伏。也就是說(shuō)，對(duì)于一個(gè)典型的 5 伏線性穩(wěn)壓器，你可能需要至少 7 伏的輸入。
壓降電壓動(dòng)圖
上面的動(dòng)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(méi)有變化。低于 7 伏后，如果電壓繼續(xù)下降，輸出電壓也開(kāi)始下降了，5 伏穩(wěn)壓器已經(jīng)失效了。
每種器件的壓降電壓可能會(huì)有所不同，確切的壓降電壓（Dropout Voltage) 會(huì)在具體器件的手冊(cè)中給出。
有一種低壓差(Low Dropout Voltage)線性穩(wěn)壓器，也就是 LDO ，它的壓降很小。例如這款 LM2940 低壓差穩(wěn)壓器，它的壓降電壓為 0.4 伏。
低壓差穩(wěn)壓器的壓降很小
低壓差穩(wěn)壓器（LDO）一般比標(biāo)準(zhǔn)的線性穩(wěn)壓器稍微貴一些，但是當(dāng)你的輸入電壓和輸出電壓非常接近時(shí)，它們就派上用場(chǎng)了。比如，如果你想用電池為設(shè)備供電，你得仔細(xì)考慮電池電壓會(huì)降到多低。
總體來(lái)說(shuō)，線性穩(wěn)壓器是一種簡(jiǎn)單易用的器件，輸入電壓、輸出電壓、再加幾個(gè)電容就搞定了 。
穩(wěn)壓器使用簡(jiǎn)單。