單片或集成線性穩壓器允許您僅使用幾個組件來創建穩定的電源，從而顯著節省時間和空間。此外，當今市場上的許多設備都集成了先進的功能，例如短路、過壓和過流保護。自推出以來，線性穩壓器一直主導著電源領域，至少在開關技術出現之前是這樣。由于其簡單性，它們仍用于多種應用，尤其是低功耗應用。線性穩壓器的主要限制是效率：效率越低，輸出電壓和輸入電壓之間的差異就越大。

圖 1顯示了作為 V OUT /V IN比率函數的效率趨勢：當該比率趨于 1 時可獲得最佳結果。如果輸出和輸入電壓之間的差異不可忽略，則還需要提供適當的熱管理解決方案，因為多余的能量以熱量的形式消散。

圖 1：效率與 V OUT /V IN比率

每個線性穩壓器的一個非常重要的參數是壓差，它是輸入電壓和輸出電壓之間的差值。例如，對于輸出電壓 V OUT = 5 V 和壓差 V DROPOUT = 1.5 V 的穩壓器，輸入電壓不應低于 6.5 V。市場上可用的調節器如下所示。

78xx 和 79xx 系列

78xx 系列單片線性穩壓器（用于正電壓）和 79xx（用于負電壓）是市場上壽命最長的產品之一。這些穩壓器具有寬范圍的輸出電壓 V OUT和高達 40 V 的輸入電壓 V IN，可提供高達 1 A 的輸出電流，根據型號采用塑料或金屬封裝。穩壓器包括用于熱保護和短路保護的內部電路。

根據型號的不同，壓差在 1.7 V 和 2.5 V 之間變化。圖 2顯示了 78xx 系列穩壓器的典型應用電路 - 在本例中為 7812。應該注意的是，電容器 C 1和 C 2不需要特別高的容量值，因為穩壓器的紋波輸出非常小（幾毫伏）。這兩個電容器雖然不是絕對必要的，但可為電路提供穩定性并改善瞬態響應。

圖 2：78xx 穩壓器的應用電路

圖 3顯示了一個類似的電路，這次基于 79xx 負電壓調節器（注意二極管橋的反轉）。

圖 3：79xx 穩壓器的應用電路

通過使用中心抽頭變壓器，兩個電路可以輕松組合，形成雙電源（例如，12 V 和 –12 V）。

LM1117

我們決定選擇這個穩壓器而不是 LM317（過去幾年很受歡迎），因為與后者相比，LM1117 的壓差更低（最大可提供 800 mA 電流時為 1.2 V），而且適用于生成 3.3V 輸出電壓（當今的微控制器廣泛使用）。LM1117 提供固定輸出電壓（1.8 V、2.5 V、3.3 V 和 5 V）版本和可變輸出電壓版本，可通過一對外部電阻器調節。圖4是固定電壓輸出穩壓器的應用電路，而圖5是可變輸出電壓穩壓器的相應電路。

圖 4：LM1117 固定輸出版本的應用電路

圖 5：LM1117 可變輸出版本的應用電路

LM1117 集成了限流和熱關斷功能，以及一個內部齊納二極管，可確保輸出電壓的精度為 ±1%。盡管并非絕對必要，但建議在輸出端插入一個至少 10 μF 的鉭電容器以提高穩定性和瞬態響應。圖 6的電路顯示了用于產生負輸出電壓 (–5 V) 的穩壓器。

圖 6：LM1117 用于產生負電壓

LT3080

LT3080 是一款低壓差 (高達 350mV) 線性穩壓器，輸出電壓可在 1.2V 至 36V 之間調節，最大電流等于 1.1A，準確度高達 1%。圖 7顯示了穩壓器的應用電路：外部電阻 R SET允許您選擇輸出電壓值。

圖 7：單片線性穩壓器

LT3080 的一個重要特性是它可以通過并聯方式獲得更大的輸出電流并改善熱管理。示例如圖 8所示。

圖 8：多個 LT3080 并聯

審核編輯：郭婷