各位讀者朋友大家好！今天談一談常被初級工程師忽略的一個問題——三端穩壓器輸入輸出電容的選取方法。對于一個沒有師父指導的初級工程師而言，靠自己想出各種問題的解決方法十分不易，這個過程會浪費掉大把的時間。本人最近剛好用到這些知識，苦于沒有資料，于是我就在網上搜索各種方法，閱讀了一些網友的意見，也找到了一些能夠說服自己的解釋。今天在這里進行梳理。
目錄
0 線性穩壓器概述
1 實戰紀實
2 相關參考
3 專題推薦
0 線性穩壓器概述
線性穩壓器應用的是晶體管或MOSFET的線性工作區，輸入電壓中減去超額的電壓，產生經過調節的輸出電壓。壓降是指穩壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。正輸出電壓的 LDO（低壓降）穩壓器通常使用功率PNP晶體管作為開關器件。這種晶體管允許飽和，所以穩壓器可以有一個非常低的壓降電壓，通常為 200mV 左右；與之相比，使用 NPN 復合電源晶體管的傳統線性穩壓器的壓降為2V 左右。負輸出 LDO 使用 NPN 作為它的開關器件，其工作模式與正輸出LDO的 PNP設備類似。
線性穩壓器的一個最大優勢是成本低、噪音小和靜態電流小等，新型線性穩壓器可滿足以下指標：30μV 輸出噪聲、60dB PSRR、6μA 靜態電流及100mV的壓差。線性穩壓器能夠實現這些特性的主要原因在于內部調整管采用了P溝道場效應管，而不是通常線性穩壓器中的PNP晶體管。P溝道的場效應管不需要基極電流驅動，大大降低了器件本身的電流；另一方面，在采用PNP管的結構中，為了防止PNP晶體管進入飽和狀態降低輸出能力，必須保證較大的輸入輸出壓差；而P溝道場效應管的壓差大致等于輸出電流與其導通電阻的乘積，極小的導通電阻使其壓差非常低。當系統中輸入電壓和輸出電壓接近時，線性穩壓器是最好的選擇，可達到很高的效率。
1 實戰紀實
通常我們使用的市電為交流50Hz，在一些沒有特殊要求的情況下，可以使用降壓、整流、穩壓、濾波的方法得到一個線性穩壓電源，電路如圖1所示。
圖1 線性穩壓電路
輸入電壓波形和電容C1的充放電波形如圖2所示。
圖2 輸入電壓波形和電容C1的充放電波形
圖1電路可以等效為一階RC電路，這里可以利用三要素法計算，具體分析方法讀者可參考電路書籍。這里有個結論是3~5個時間周期，電路達到穩定狀態。那么根據這個條件我們基本就可以得到電容的取值范圍。
現在實際電路應用中多數都使用開關電源，輸出已經是穩定的直流電壓，但應用控制電路中會用多種供電電壓，例如：5V，12V，15V等，有時候為了方便就使用三端穩壓器將12V轉為5V，輸入已經是直流電壓，其實三端穩壓器輸入和輸出不需要太大的電容，上述的計算方法只能作為參考，使用一般的瓷片電容就可以搞定，去掉電解電容，可以大大的節約PCB的面積。可以選用幾個電容并聯，這樣不僅可以增加電容量，而且還可以降低ESR。調試中根據負載的大小對電容值稍作調整即可，通常情況下1~10uF的電容就能滿足要求。
圖3是本人實際應用的實例
圖3 線性穩壓電路
2 相關參考
[2] 穩壓電路濾波電容的計算方法
3 專題推薦
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