电源设计说明中采用LT1083的7.5安培稳压器

所有设计人员都熟悉 78XX、79XX、LM317、LM337 和 C 稳压器。它们价格实惠、易于使用、操作安全可靠。它们中的许多将电流限制为最大 1 A。对于更大的需求，还有其他同样简单且便宜的解决方案。本教程将向您介绍使用Analog Devices LT1083稳压器的解决方案。

强大的调节器

LT1083稳压器（参见图 1 中的符号和引脚排列）允许您调整正电压并提供高达 7.5 A 的高效率电流。内部电路设计用于在输入和输出之间的最高 1 V 差分电压下工作。最大输出电流时的最大压差为 1.5V。需要一个 10 uF 的输出电容器。以下是它的一些值得注意的功能：

输出电压可调；

电流高达 7.5 安培；

TO220容器；

内部限制耗散功率；

最大差分电压30V。

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。还有另外两种型号 LT1083-5 和 LT1083-12，它们分别将输出稳定在 5V 和 12V。

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非常高，因为所有功率最终都会不必要地以热量形式消散，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、输出和电阻分压器，该分压器决定输出电压的值。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恰好 5V 的功能。为此，分压器由两个 1% 精密电阻组成，第一个为 121 欧姆，第二个为 365 欧姆。

图 2：输出电压为 5V 的最小但功能完善的应用方案

图 3显示了负载电流和集成稳压器耗散功率的第一次测量结果。模拟是通过测试负载的不同值来进行的，负载的阻抗介于 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，输出电压也具有非凡的稳定性（始终恰好为 5 V）。事实上，流经负载的电流以及集成稳压器的功耗变化极大。当保持在制造商设定的操作限制内时，调节器因此非常稳定和安全。

图 3：5 V 稳压器原理图的测量结果

该稳压器设计用于在高达 1 V 的“压差”电压下运行。该差分与负载电流无关，并且由于其较低的值，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 之间的输入电压图（红色图）和输出电压（蓝色图）。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：该图显示了输出的稳定性，与所使用的负载无关

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进行的，使用三个不同的电源，分别为 18 V、12 V 和 6.5 V。

输入电压：18V，电路效率等于26.71%；

输入电压：12V，电路效率等于40.84%；

输入电压：6.5V，电路效率等于75.37%；

因此，当输入电压远高于输出电压时，稳压器的工作量更大，因此会耗散更多的能量，而这些能量会因未使用的热量而损失掉。

温度的影响

即使在温度变化的情况下，本教程中检查的调节器也非常稳定。虽然厂家认证的稳定性为0.5%，但在官方文档中，得到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；

连接在输出端的负载电阻阻抗：5 欧姆；

负载电流：1A；

稳压器消耗的功率：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，我们发现在很宽的温度范围内（110°C 的偏移）输出它实际上一直保持不变。集成电路极其稳定，输出电压的最大变化，在两个极端温度下，仅为 6.2 微伏。

图 6：该图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器，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持续数微秒的电流峰值，从 50 A 到 100 A。因此，即使是调节引脚上的电容器也不是绝对必要的。只有在输出端连接容量大于 5000 uF 的电容器，同时输入引脚对地短路时，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。通过实施微调器或电位器，可以创建可变电压电源。调节引脚上流动的电流非常低，约为微安，可以忽略不计。下面是计算两个电阻的步骤，对于 14 V 电源，它们可以在图 8的分压器图表和图 9所示的公式中看到：

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

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，因此可以使用欧姆定律轻松计算。

当 R1=125 Ohm 和 R2=1275 值时，输出电压正好是 14 V。电压在 1 V 和 Vin 之间的可变电源可以用 3.3 kOhm 电位器代替 R2 电阻器获得。

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

三端 LT1083 稳压器是可调的，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。卓越的稳定性允许创建高质量的电源系统。需要一个 150 uF 的电解电容器或一个 22 uF 的钽输出电容器才能完全稳定。

审核编辑：郭婷