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

強大的調節器

LT1083穩壓器（參見圖 1 中的符號和引腳排列）允許您調整正電壓并提供高達 7.5 A 的高效率電流。內部電路設計用于在輸入和輸出之間的最高 1 V 差分電壓下工作。最大輸出電流時的最大壓差為 1.5V。需要一個 10 uF 的輸出電容器。以下是它的一些值得注意的功能：

輸出電壓可調；

電流高達 7.5 安培；

TO220容器；

內部限制耗散功率；

最大差分電壓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 5V 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 6.5 V。當然，電路的電源電壓不能非常高，因為所有功率最終都會不必要地以熱量形式消散，從而大大降低系統的效率。穩壓器通過其三個引腳連接到輸入、輸出和電阻分壓器，該分壓器決定輸出電壓的值。強烈建議使用兩個電容器，一個在輸入端，一個在輸出端。該方案具有將輸出電壓穩定在恰好 5V 的功能。為此，分壓器由兩個 1% 精密電阻組成，第一個為 121 歐姆，第二個為 365 歐姆。

圖 2：輸出電壓為 5V 的最小但功能完善的應用方案

圖 3顯示了負載電流和集成穩壓器耗散功率的第一次測量結果。模擬是通過測試負載的不同值來進行的，負載的阻抗介于 1 歐姆和 20 歐姆之間。一個非常重要的事實是，即使負載發生劇烈變化，輸出電壓也具有非凡的穩定性（始終恰好為 5 V）。事實上，流經負載的電流以及集成穩壓器的功耗變化極大。當保持在制造商設定的操作限制內時，調節器因此非常穩定和安全。

圖 3：5 V 穩壓器原理圖的測量結果

該穩壓器設計用于在高達 1 V 的“壓差”電壓下運行。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，我們可以看到介于 0 V 和 8 V 之間的輸入電壓圖（紅色圖）和輸出電壓（藍色圖）。根據制造商的特性，在兩個電壓之間存在大約 1 V 的有效“壓降”。

圖 4：輸入、輸出和 Dropout 電壓圖

即使使用不同實體的負載，集成的輸出電壓（具有用于電阻分壓器的值）也非常穩定，如圖 5中的圖表所示。

圖 5：該圖顯示了輸出的穩定性，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。以下平均效率測量是使用不同的負載值進行的，使用三個不同的電源，分別為 18 V、12 V 和 6.5 V。

輸入電壓：18V，電路效率等于26.71%；

輸入電壓：12V，電路效率等于40.84%；

輸入電壓：6.5V，電路效率等于75.37%；

因此，當輸入電壓遠高于輸出電壓時，穩壓器的工作量更大，因此會耗散更多的能量，而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。雖然廠家認證的穩定性為0.5%，但在官方文檔中，得到的結果更加令人滿意。現在讓我們檢查一個與第一個檢查等效的簡單應用程序方案，具有以下靜態特征：

輸入電壓：6.5V；

輸出電壓：5V；

連接在輸出端的負載電阻阻抗：5 歐姆；

負載電流：1A；

穩壓器消耗的功率：1.51 W。

現在讓我們通過在 -10°C 和 +100°C 之間的范圍內改變溫度來運行模擬。通過檢查圖 6的圖表，我們發現在很寬的溫度范圍內（110°C 的偏移）輸出它實際上一直保持不變。集成電路極其穩定，輸出電壓的最大變化，在兩個極端溫度下，僅為 6.2 微伏。

圖 6：該圖顯示了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。事實上，由于使用了內部電阻器，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數微秒的電流峰值，從 50 A 到 100 A。因此，即使是調節引腳上的電容器也不是絕對必要的。只有在輸出端連接容量大于 5000 uF 的電容器，同時輸入引腳對地短路時，穩壓器才會損壞。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

在輸出引腳和調整引腳之間有一個等于+1.25 V 的參考電壓。如果在這兩個端子之間放置一個電阻，則恒定電流流過該電阻。第二個電阻接地，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。通過實施微調器或電位器，可以創建可變電壓電源。調節引腳上流動的電流非常低，約為微安，可以忽略不計。下面是計算兩個電阻的步驟，對于 14 V 電源，它們可以在圖 8的分壓器圖表和圖 9所示的公式中看到：

輸入電壓 Vin 必須始終比所需的輸出電壓至少高 1 V，因此 Vin》 15；

輸出引腳和參考引腳之間始終存在 1.25 V 的電壓；

輸出引腳和參考引腳之間的電阻 R1 必須通過 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固定電壓1.25V；

電阻 R2 也必須通過 10 mA 的電流，因此可以使用歐姆定律輕松計算。

當 R1=125 Ohm 和 R2=1275 值時，輸出電壓正好是 14 V。電壓在 1 V 和 Vin 之間的可變電源可以用 3.3 kOhm 電位器代替 R2 電阻器獲得。

圖 8：計算分壓器電阻以獲得任何電壓值

圖 9：計算兩個電阻的方程式

結論

三端 LT1083 穩壓器是可調的，使用起來非常簡單。它配備了通常在高性能調節器中提供的各種保護。這些保護系統涉及 165°C 以上的短路和熱關斷。卓越的穩定性允許創建高質量的電源系統。需要一個 150 uF 的電解電容器或一個 22 uF 的鉭輸出電容器才能完全穩定。

審核編輯：郭婷