确定最准确的线性稳压器

我们肯定希望我们使用的微处理器始终保持最佳性能，想象一下，我们的微处理器的电源由一个开关模式电源和一个线性稳压器组成，这使得功耗最小。该系统的框图如下图 1 所示。

图 1：微处理器电源。

由于微处理器的不同处理需求，电流的快速增加和减少不断发生。此外，开关电源输出端的电压纹波和瞬态电压会导致线性稳压器输入端的电压变化。此外，输出电压可能会因稳压器内部参考电压的偏差而发生变化。

线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。所谓压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的 LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为 PNP.这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为 200mV 左右;与之相比，使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备，其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。

现在，假设我们正在使用一个线性稳压器，其线路稳压的最大规格值为 0.07%/V，负载稳压为 1.5%，参考电压偏差为 4%。该稳压器的输出电压偏差可高达 219 mV，而 TI 的LM317A的输出电压偏差仅为 54.8 mV，如表 1 所示。

表 1：TI 的LM317A与典型线性稳压器输出精度的对比。

注：用于确定 ΔV OUT的条件为 8V ≤ V IN ≤ 24V、10 mA ≤ I OUT ≤ 1.5A、T J = 25°C 和 V OUT,nominal = 3.3V。

LM317A可调三端正电压调节器能够在1.25-37-V输出范围内提供超过1.5 A的电流，并提供1%的输出电压精度。线路调节和负载调节都可以通过以下方式更好地实现：。LM317A装置比标准的固定调节器更适用。
LM317A提供全过载保护，如过电流、热过载保护和安全区域保护。所有过载保护电路保持不变。即使调整端子断开，也能完全工作。
通常，不需要电容器，除非设备位于距离输入滤波器电容器超过6英寸的位置，在这种情况下，需要输入旁路。可添加可选的输出电容器，以改善瞬态响应和稳定性。可以用陶瓷和适当的ESR替代。可以绕过调节端子，以达到标准三端调节器无法达到的极高纹波抑制比。
因为LM317A调节器是浮动的，只检测输入到输出的差分电压，所以只要不超过最大输入到输出的差分，就可以调节几百伏的电源。超过最大输入输出差将导致输出短路，通过在调整引脚和输出之间连接固定电阻器，LM317A也可用作精密电流调节器。

典型的微处理器需要3.3V 的 V CC和 3.6V的最大 V CC。考虑到这些规格，微处理器的输入电压最高可达 3.52V。在微处理器停止工作之前，这仅留下 80mV 的裕量，这在考虑电阻容差值时是不够的。

对于稳压器而言，准确保持输出电压的能力极为重要。在为给定应用选择线性稳压器时，必须仔细检查三个数据表规范以确保输出电压稳定性：负载调节、线路调节和参考电压精度。

1.线路调节

该规范用于衡量稳压器在输入电压变化时保持恒定输出电压的能力。线路调节的单位以 %/V 表示，该值表示输出电压相对于输入电压变化的百分比变化。计算百分比线调节的公式如下：

2.负载调节

该规范用于测量电压调节器在负载变化的情况下保持恒定输出电压的能力。负载调节率通常以百分比形式表示，由以下等式定义：

3、参考电压精度

该规范显示了内部参考电压从器件到器件的偏差。参考电压不能有很大偏差很重要，因为它保持恒定的能力说明了调节器能够准确地输出所需电压的程度。以下等式用于计算参考电压准确度百分比：