可调输出稳压器

可调输出稳压器（Adjustable Voltage Regulator）作为一种能够通过外部元件设定输出电压的集成电路，广泛用于实验设备、工业控制和消费电子产品中。本文将系统介绍可调输出稳压器的工作原理、主要类型、关键性能参数、及设计注意事项。

1.基本工作原理

1.1反馈调节机制

可调输出稳压器通过外部电阻分压网络将输出电压反馈至误差放大器，与内部基准电压（如1.25V）比较后调节功率管的导通状态。典型电路如LM317的ADJ引脚通过电阻R1和R2设定输出电压：Vout=1.25V×(1+R2/R1)。

1.2线性与开关架构差异

• 线性可调稳压器（如LT3080）通过功率管线性降压，结构简单但效率较低，适用于低噪声场景。

• 开关可调稳压器（如LM2596-ADJ）采用PWM调制，效率可达90%以上，但需处理电磁干扰问题。

2.主要类型及特性

• 三端线性可调稳压器：经典设计如LM317（正输出）和LM337（负输出），支持1.25-37V输出范围，负载调整率典型值为0.1%。其外围仅需两个电阻即可工作，但压差需维持2V以上。
• 低压差可调稳压器（LDO）：针对低输入-输出压差优化的型号（如TPS7A4700），压差可低至85mV，适合电池供电设备。此类器件通常集成使能控制和电源良好指示功能。
• 数字可编程稳压器：通过I2C或PMBus接口调节输出电压（如LTC7106），精度可达±0.5%，支持动态电压缩放（DVS）技术，用于处理器核心供电。

3.关键性能参数

3.1 负载调整率：输出电流从空载到满载变化时，输出电压的偏移量。高性能稳压器（如LT3083）的负载调整率可低于0.01%。

3.2 线性调整率：输入电压变化时维持输出电压稳定的能力。例如，LM317在输入变化10V时输出仅漂移0.01%。

3.3 温度稳定性：基准电压随温度变化的系数，优质器件（如REF192）的温度系数为20ppm/°C。

4.典型应用设计

4.1 实验室电源：采用LM317配合运算放大器扩展电流（如增加TIP147晶体管），可实现0-30V/3A可调输出，波纹电压低于5mVpp。

4.2 LED驱动电路：利用LT3080的恒流模式，通过设定Rsense电阻值（Iout=0.6V/Rsense）驱动高功率LED阵列。

4.3 多电压域系统：数字可编程稳压器可为FPGA提供1.0V、1.8V、3.3V等多路电源，并支持上电时序控制。

5.设计注意事项

5.1 散热管理

线性稳压器的功耗Pd=(Vin-Vout)×Iout，需计算最大结温并选用足够散热片。例如，TO-220封装的LM317在25°C环境下的热阻为50°C/W。

5.2 稳定性补偿

部分LDO需在输出端添加特定ESR的电容（如10μF钽电容）防止振荡，需严格遵循数据手册推荐值。

5.3 噪声抑制

对噪声敏感的应用（如射频电路），可采用LT3042等超低噪声稳压器（0.8μVRMS），并增加π型LC滤波器。