如何計(jì)算線性穩(wěn)壓器效率？線性穩(wěn)壓器熱計(jì)算了解嗎？

本文中，小編將對(duì)線性穩(wěn)壓器予以介紹，如果你想對(duì)它的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí)，或者想要增進(jìn)對(duì)它的了解程度，不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。

一、線性穩(wěn)壓器及效率計(jì)算

線性穩(wěn)壓器的經(jīng)典模式是基于普通PNP型晶體管的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。該經(jīng)典模式也稱為基本電壓穩(wěn)壓器（Basic Voltage Regulator）或三端穩(wěn)壓器（Three-Terminal Regulator）。

該經(jīng)典模式的線性穩(wěn)壓器通常包括一個(gè)PNP型晶體管、一個(gè)參考電壓源、一個(gè)調(diào)整電阻以及輸入和輸出濾波電容等元件。該電路中，PNP型晶體管作為控制元件，參考電壓源提供基準(zhǔn)電壓，調(diào)整電阻用于調(diào)整輸出電壓，輸入濾波電容用于抑制輸入電壓的高頻噪聲，輸出濾波電容用于抑制輸出電壓的紋波。

在該經(jīng)典模式中，當(dāng)輸入電壓增加時(shí)，PNP型晶體管的發(fā)射極電壓也隨之增加，從而使基極電壓減小。當(dāng)基極電壓降到一個(gè)臨界值時(shí)，PNP型晶體管將開始導(dǎo)通，使輸出電壓保持穩(wěn)定。因此，通過調(diào)整調(diào)整電阻，可以調(diào)整輸出電壓的大小，從而實(shí)現(xiàn)線性穩(wěn)壓的功能。

該經(jīng)典模式具有簡(jiǎn)單、可靠、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于各種低功率、低噪聲、高穩(wěn)定性要求的電源應(yīng)用中。但由于其效率低，適用范圍受到一定限制。

線性穩(wěn)壓器的效率計(jì)算公式為：

η = （V_in - V_out） / V_in × 100%

其中，η表示線性穩(wěn)壓器的效率，V_in表示輸入電壓，V_out表示輸出電壓。

線性穩(wěn)壓器的效率取決于輸入電壓和輸出電壓之間的電壓差，電壓差越大，效率越低。例如，如果輸入電壓為12V，輸出電壓為5V，則電壓降為7V，那么線性穩(wěn)壓器的效率為：

η = （12V - 5V） / 12V × 100% = 58.33%

由此可見，線性穩(wěn)壓器的效率較低，大部分輸入電壓被消耗在穩(wěn)壓器上，只有一小部分被輸出。因此，在高功率應(yīng)用中，線性穩(wěn)壓器的效率可能無法滿足要求，需要采用其他類型的電源或者多級(jí)穩(wěn)壓器來提高效率。

二、線性穩(wěn)壓器的熱計(jì)算

熱計(jì)算需要功率損耗、封裝的熱阻、以及周圍溫度等信息。功率損耗與效率計(jì)算的計(jì)算方法相同，純粹為輸出輸入電壓差和輸入電流相乘的值。熱阻應(yīng)該有記載技術(shù)規(guī)格，沒有時(shí)則有必要詢問廠商?；旧鲜褂眯酒ń雍厦鍶unction）和周圍（Ambient）間的熱阻、θja。盡管有些IC可提供到外殼的熱阻θjc，然而還是得求到θja為止的熱阻。最后是周圍溫度，這個(gè)可以根據(jù)整機(jī)的額定值來推算，如以50℃來估算也可。如果要求條件較高時(shí)，須進(jìn)行實(shí)測(cè)。

想法如下，可以根據(jù)功率損耗和熱阻求IC芯片的發(fā)熱后再加入周圍溫度后求芯片的溫度，確認(rèn)已計(jì)算的Tj（芯片溫度）是否沒有Tjmax（芯片溫度的最大額定）。如果已超過Tjmax時(shí)須變更任一條件。前項(xiàng)已經(jīng)說明，并非全部都能如規(guī)格般使用，依據(jù)輸出輸入電壓、輸出電流、周圍溫度而受到限制。

一般來說，超過額定而可以變更輸入電壓或輸出電壓的例子應(yīng)該不多。或許可以減少負(fù)載電流（輸出電流）來作為處理方式。此時(shí)，接受功率供給的裝置須盡量選擇消耗電流少的。其他可能的方法還有降低周圍溫度。例如，從自然對(duì)流空冷變更為風(fēng)扇冷卻、已有風(fēng)扇的話就提升冷卻能力、重新評(píng)估對(duì)流等。此外，雖然還有在線性穩(wěn)壓器安裝散熱片來降低熱阻及減低發(fā)的方法，不過散熱片的成本和尺寸想必是很大的探討事項(xiàng)。而且，在提升電源效率減少發(fā)熱的觀點(diǎn)上可以考慮使用下一項(xiàng)所說明的開關(guān)穩(wěn)壓器。

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