ADI LT1083穩壓器的電源設計解決方案

所有設計人員都熟悉78XX，79XX，LM317，LM337和C穩壓器。它們價格合理，易于使用，操作安全可靠。它們中的許多將電流限制為最大1A。對于更大的需求，還有其他一些同樣簡單且便宜的解決方案。本教程將向您介紹使用ADI LT1083穩壓器的解決方案。

強大的調節器

LT1083穩壓器（請參見圖1中的符號和引腳）可調節正電壓，并提供高達7.5A的電流，且效率很高。內部電路設計為在輸入和輸出之間的最高差動電壓為1V。在最大輸出電流下，最大壓降電壓為1.5V。需要一個10 uF的輸出電容器。以下是其一些值得注意的功能：

可調輸出電壓；

電流高達7.5安培；

TO220容器；

內部限制的功耗；

最大差分電壓為30V。

它可用于各種應用，例如開關穩壓器，恒流穩壓器，高效線性穩壓器和電池充電器。本教程中檢查的模型具有可變且可配置的輸出電壓。還有另外兩種型號LT1083-5和LT1083-12，它們分別將輸出穩定在5 V和12V。

圖1：LT1083穩壓器

5 V輸出電壓的最小應用圖

圖2顯示了5 V穩壓器的應用圖。輸入電壓必須始終大于6.5V。當然，電路的電源電壓也不能過高，因為所有功率最終都會不必要地耗散在熱量中，從而大大降低了系統效率。調節器通過其三個引腳連接到輸入，輸出和電阻分壓器，電阻分壓器確定輸出電壓的值。強烈建議使用兩個電容器，一個在輸入，一個在輸出。該方案具有將輸出電壓穩定在恰好5 V的功能。因此，分壓器由兩個1％精度的電阻組成，第一個電阻為121歐姆，第二個電阻為365歐姆。

圖2：輸出電壓為5 V的最小但功能完善的應用方案

圖3顯示了對結果的首次測量，其中負載上的電流和集成穩壓器的功耗。通過測試負載的不同值進行仿真，阻抗在1 Ohm和20 Ohm之間。一個非常重要的事實是，即使負載發生劇烈變化，輸出電壓也將保持恒定（始終為5 V）。實際上，流經負載的電流以及集成穩壓器所消耗的功率是非常可變的。因此，當調節器保持在制造商設定的操作極限范圍內時，它將極為穩定和安全。

圖3：5 V穩壓器原理圖上的測量結果

該穩壓器設計為在高達1 V的“ Dropout”電壓下工作。該差分與負載電流無關，并且由于其較低的值，最終系統可以非常高效。在圖4中，我們可以看到0 V至8 V之間的輸入電壓曲線圖（紅色曲線圖）和輸出電壓的曲線圖（藍色曲線圖）。根據制造商的特性，在兩個電壓之間有一個大約為1 V的有效“壓降”。

圖4：輸入，輸出和壓差曲線圖

即使使用不同實體的負載，積分的輸出電壓（具有用于電阻分壓器的值）也非常穩定，如圖5的曲線所示。

圖5：該圖顯示了輸出的穩定性，它與所使用的負載無關

當輸入電壓接近所需的輸出電壓時，效率要高得多。使用不同的負載值和三個不同的電源分別在18 V，12 V和6.5 V下進行以下平均效率測量。

輸入電壓：18 V，電路效率等于26.71％；

輸入電壓：12 V，電路效率等于40.84％；

輸入電壓：6.5 V，電路效率等于75.37％；

因此，當輸入電壓遠高于輸出電壓時，調節器將發揮更大的作用，并耗散更多的能量，這些能量會因未使用的熱量而損失掉。

溫度的影響

即使在溫度變化的情況下，本教程中檢查的調節器也非常穩定。盡管制造商證明其穩定性為0.5％，但在官方文檔中，所獲得的結果更加令人滿意。現在讓我們檢查一個與第一個相同的簡單應用程序方案，它具有以下靜態特征：

輸入電壓：6.5 V;

輸出電壓：5 V；

在輸出端連接的負載的電阻阻抗：5歐姆；

負載電流：1 A；

調節器耗散的功率：1.51W。

現在讓我們通過在-10°C到+ 100°C之間的溫度范圍內變化來進行仿真。通過檢查圖6的圖表，我們發現在非常寬的溫度范圍（偏移110°C）中，輸出實際上保持不變。集成電路非常穩定，在兩個極端溫度下，輸出電壓的最大變化僅為6.2微伏。

圖6：該圖顯示了在不同工作溫度下輸出電壓的變化

保護二極管

LT1083穩壓器不需要任何保護二極管，如圖7所示。實際上，由于使用了內部電阻器，因此新的組件設計允許限制返回電流。此外，位于集成電路輸入和輸出之間的內部二極管能夠管理持續50微秒至100微秒的電流峰值。因此，即使嚴格不需要調節引腳上的電容器。只有將容量大于5000 uF的電容器連接到輸出，同時將輸入引腳接地短路，才能損壞穩壓器。這是一個不太可能發生的事件。

圖7：不再需要輸出和輸入之間的保護二極管

如何獲得不同的張力

在輸出引腳和調節引腳之間有一個等于+1.25 V的基準電壓。如果在這兩個端子之間放置一個電阻，則恒定電流會流過該電阻。接地的第二電阻器具有設置總輸出電壓的功能。10 mA的電流足以以精確的方式獲得此調節。通過設置微調器或電位器，可以創建可變電壓電源。調節引腳上流過的電流非常低，約為微安培，可以忽略不計。這是用于14 V電源的兩個電阻的計算步驟，可以在圖8中的分壓器圖和圖9中所示的公式中看到它們：

輸入電壓Vin的大小必須始終比所需的輸出電壓大至少1 V，因此Vin> 15；

在輸出引腳和參考引腳之間始終有1.25 V的電壓；

輸出引腳和參考引腳之間的電阻R1必須經過10 mA的電流。

R1的值等于電阻上的電位差與必須通過它的電流之比；

參考引腳電壓等于輸出電壓減去1.25V的固定電壓；

電阻R2還必須通過10 mA的電流，因此可以根據歐姆定律輕松計算。

在R1 = 125歐姆和R2 = 1275的情況下，輸出電壓恰好為14V。可以使用3.3 kOhm電位計代替R2電阻來獲得電壓在1 V和Vin之間的可變電源。