使用LT1083构建7.5A稳压器

在设计任何电路板的电源部分时，最常用的稳压器是 78XX、79XX、LM317、LM337 或类似产品。工程师知道这些控制器是安全的。可靠且易于使用，但它们的电流有限。如果您需要更多功率，您可以使用 Analog Devices LT1083 稳压器找到简单且廉价的解决方案

强大的调节器

LT1083 稳压器（参见图 1中的符号和引脚排列）允许您调节正电压并以高效率提供高达 7.5 A 的电流。内部电路设计为在输入和输出之间以高达 1 V 的差动工作。最大输出电流下的最大压差为 1.5V。需要一个 10 uF 的输出电容。以下是它的一些值得注意的功能：

可调输出电压；

电流高达 7.5 安培；

TO220容器；

内部限制耗散功率；

30V的最大差分电压。

它可用于各种应用，例如开关稳压器、恒流稳压器、高效线性稳压器和电池充电器。本教程中检查的模型具有可变且可配置的输出电压。还有两种其他型号，LT1083-5 和 LT1083-12，它们分别将输出稳定在 5 V 和 12 V。

图 1：LT1083 稳压器

5 V 输出电压的最小应用图

图 2显示了 5 V 稳压器的应用图。输入电压必须始终大于 6.5 V。当然，电路的电源电压不能太高，因为所有功率最终都会不必要地散发出热量，从而大大降低系统的效率。稳压器通过其三个引脚连接到输入端、输出端和决定输出电压值的电阻分压器。强烈建议使用两个电容器，一个在输入端，一个在输出端。该方案具有将输出电压稳定在 5 V 的功能。为此，分压器由两个 1% 精度电阻器组成，第一个为 121 欧姆，第二个为 365 欧姆。

图 2：具有 5V 输出电压的最小但功能完善的应用方案

图 3显示了对负载电流和集成稳压器功耗的第一次测量结果。模拟是通过测试不同的负载值来进行的，阻抗在 1 欧姆和 20 欧姆之间。一个非常重要的事实是即使负载发生剧烈变化，输出电压也非常稳定（始终精确为 5 V）。事实上，流经负载的电流与集成稳压器消耗的功率一起变化很大。因此，当保持在制造商设定的操作限制范围内时，调节器非常稳定和安全。

图 3：5V 稳压器原理图上的测量结果

该稳压器设计为在高达 1 V 的“压降”电压下运行。该差分与负载电流无关，并且由于其低值，最终系统可以非常高效。在图 4中，我们可以看到介于 0 V 和 8 V 之间的输入电压（红色图表）和输出电压（蓝色图表）的图表。根据制造商的特性，在两个电压之间存在大约 1 V 的有效“压降”。

图 4：输入、输出和 Dropout 电压图

即使使用不同实体的负载，集成的输出电压（具有用于电阻分压器的值）也非常稳定，如图 5中的图表所示。

图 5：图表显示了输出的稳定性，与使用的负载无关

当输入电压接近所需的输出电压时，效率要高得多。以下平均效率测量是使用不同的负载值和三种不同的电源进行的，分别为 18 V、12 V 和 6.5 V。

输入电压：18 V，电路效率等于26.71%；

输入电压：12 V，电路效率等于40.84%；

输入电压：6.5 V，电路效率等于75.37%；

因此，当输入电压远高于输出电压时，稳压器工作得更多，因此会消耗更多的能量，这些能量在未使用的热量中损失掉了。

温度的影响

即使在温度变化的情况下，本教程中检查的稳压器也非常稳定。尽管制造商证明稳定性为 0.5%，但在官方文档中，获得的结果更加令人满意。现在让我们检查一个与第一个检查等效的简单应用程序方案，具有以下静态特征：

输入电压：6.5V；

输出电压：5V；

输出端连接的负载电阻阻抗：5 Ohm；

负载电流：1A；

调节器消耗的功率：1.51 W。

现在让我们通过在 -10 °C 和 + 100 °C 之间的范围内改变温度来运行模拟。通过检查图 6的图表，我们发现在非常宽的温度范围内（110 °C 的偏移）输出它几乎保持不变。该集成电路极其稳定，在两个热极端条件下，输出电压的最大变化仅为 6.2 微伏。

图 6：图表显示了不同工作温度下输出电压的变化

保护二极管

LT1083 稳压器不需要任何保护二极管，如图 7 所示。事实上，由于使用了内部电阻，新的组件设计允许限制返回电流。此外，位于集成电路输入和输出之间的内部二极管能够管理从 50 A 到 100 A 持续数微秒的电流峰值。因此，即使是调节引脚上的电容器也不是绝对必要的。只有在输出端接一个容量大于 5000 uF 的电容，同时输入管脚对地短路，稳压器才会损坏。这是一个不太可能发生的事件。

图 7：不再需要输出和输入之间的保护二极管

如何获得不同的张力

在输出引脚和调整引脚之间有一个等于 +1.25 V 的参考电压。如果在这两个端子之间放置一个电阻，则恒定电流流过该电阻。第二个电阻接地，具有设置总输出电压的功能。10 mA 的电流足以以精确的方式获得此调节。通过实现微调器或电位器，可以创建可变电压电源。流过调节引脚的电流非常低，大约为微安，可以忽略不计。以下是计算两个电阻的步骤，对于 14 V 电源，它们可以在图 8中的分压器图和图 9中所示的公式中看到：

输入电压 Vin 必须始终比所需输出电压至少高 1 V，因此 Vin> 15；

在输出引脚和参考引脚之间始终存在 1.25 V 的电压；

输出引脚和参考引脚之间的电阻 R1 必须通过 10 mA 的电流；

R1的值等于电阻上的电位差与必须通过它的电流之比；

参考引脚电压等于输出电压减去固定电压1.25V；

电阻 R2 也必须通过 10 mA 的电流，因此可以很容易地用欧姆定律计算出来。

在 R1=125 Ohm 和 R2=1275 值的情况下，输出电压正好为 14 V。使用 3.3 kOhm 电位器代替 R2 电阻可以获得电压在 1 V 和 Vin 之间的可变电源。

图 8：计算分压器电阻以获得任何电压值

图 9：计算两个电阻的方程式

结论

3 端子 LT1083 稳压器是可调节的，并且使用起来非常简单。它配备了通常在高性能调节器中提供的各种保护。这些保护系统涉及 165°C 以上的短路和热关断。出色的稳定性允许创建高质量的电源系统。为了完全稳定，需要一个 150 uF 的电解电容或一个 22 uF 的钽输出电容。


审核编辑：刘清