如何计算线性稳压器效率？线性稳压器热计算了解吗？

本文中，小编将对线性稳压器予以介绍，如果你想对它的详细情况有所认识，或者想要增进对它的了解程度，不妨请看以下内容哦。

一、线性稳压器及效率计算

线性稳压器的经典模式是基于普通PNP型晶体管的基本结构设计的。该经典模式也称为基本电压稳压器（Basic Voltage Regulator）或三端稳压器（Three-Terminal Regulator）。

该经典模式的线性稳压器通常包括一个PNP型晶体管、一个参考电压源、一个调整电阻以及输入和输出滤波电容等元件。该电路中，PNP型晶体管作为控制元件，参考电压源提供基准电压，调整电阻用于调整输出电压，输入滤波电容用于抑制输入电压的高频噪声，输出滤波电容用于抑制输出电压的纹波。

在该经典模式中，当输入电压增加时，PNP型晶体管的发射极电压也随之增加，从而使基极电压减小。当基极电压降到一个临界值时，PNP型晶体管将开始导通，使输出电压保持稳定。因此，通过调整调整电阻，可以调整输出电压的大小，从而实现线性稳压的功能。

该经典模式具有简单、可靠、成本低廉等优点，因此广泛应用于各种低功率、低噪声、高稳定性要求的电源应用中。但由于其效率低，适用范围受到一定限制。

线性稳压器的效率计算公式为：

η = （V_in - V_out） / V_in × 100%

其中，η表示线性稳压器的效率，V_in表示输入电压，V_out表示输出电压。

线性稳压器的效率取决于输入电压和输出电压之间的电压差，电压差越大，效率越低。例如，如果输入电压为12V，输出电压为5V，则电压降为7V，那么线性稳压器的效率为：

η = （12V - 5V） / 12V × 100% = 58.33%

由此可见，线性稳压器的效率较低，大部分输入电压被消耗在稳压器上，只有一小部分被输出。因此，在高功率应用中，线性稳压器的效率可能无法满足要求，需要采用其他类型的电源或者多级稳压器来提高效率。

二、线性稳压器的热计算

热计算需要功率损耗、封装的热阻、以及周围温度等信息。功率损耗与效率计算的计算方法相同，纯粹为输出输入电压差和输入电流相乘的值。热阻应该有记载技术规格，没有时则有必要询问厂商。基本上使用芯片（接合面Junction）和周围（Ambient）间的热阻、θja。尽管有些IC可提供到外壳的热阻θjc，然而还是得求到θja为止的热阻。最后是周围温度，这个可以根据整机的额定值来推算，如以50℃来估算也可。如果要求条件较高时，须进行实测。

想法如下，可以根据功率损耗和热阻求IC芯片的发热后再加入周围温度后求芯片的温度，确认已计算的Tj（芯片温度）是否没有Tjmax（芯片温度的最大额定）。如果已超过Tjmax时须变更任一条件。前项已经说明，并非全部都能如规格般使用，依据输出输入电压、输出电流、周围温度而受到限制。

一般来说，超过额定而可以变更输入电压或输出电压的例子应该不多。或许可以减少负载电流（输出电流）来作为处理方式。此时，接受功率供给的装置须尽量选择消耗电流少的。其他可能的方法还有降低周围温度。例如，从自然对流空冷变更为风扇冷却、已有风扇的话就提升冷却能力、重新评估对流等。此外，虽然还有在线性稳压器安装散热片来降低热阻及减低发的方法，不过散热片的成本和尺寸想必是很大的探讨事项。而且，在提升电源效率减少发热的观点上可以考虑使用下一项所说明的开关稳压器。

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