线性调整器又称线性电压调节器，以下是关于它的介绍：

  基本工作原理
线性调整器的基本电路如图1.1(a)所示,晶体管Q1(工作于线性状态,或非开关状态)构成一个连接直流源V和输出端V。的可调电气电阻,直流源V由60Hz隔离变压器（电气隔离和整流）,整流桥和储能电容 C构成的电路产生,输出端V.用于连接外部负载。  在图中,R1和R2组成的分压网络对输出电压采样,采样电压输入到误差放大器同参考电压进行比较,误差放大器输出电压经驱动电路驱动串联的功率晶体管。（反馈网络）调整原理如下:直流输出电压由于输入电压升高或输出负载电流减小而升高时,串接晶体管(设为NPN型)基极电压下降,其等效电阻阻值加大,使输出电压降低,从而保持采样电压等于参考电压。这种负反馈控制在输出电压由于输入电压下降或负载电流增加而下降时也同样起作用。此时,误差放大器输出会使串接晶体管基极电压上升,集射极电阻减小,直流输出电压升高,使输出电压V。恒定。实质上,输入电压的任何变化(不管是由于交流输入网压的纹波,还是由于输入电压规定范围内的稳态波动,或是由于负载瞬变造成的输入电压瞬态变化)都会被串联晶体管等效电阻所调整,使输出电压保持不变,其恒定程度与反馈放大器的开环增益相关。开关调整器有变压器和快速的开关动作,可能产生大量的RFI干扰。而在线性调整器中，反馈回路完全是直流耦合。由于整个回路没有开关动作,所以回路各点的直流电压都可预测和计算。线性调整器具有较低的RFI干扰,在某些应用场合具有较大的优势。因此,在现代电源应用领域,即使线性调整器的效率非常低,但它仍占有一席之地。而且,功率损耗主要由 Q1的直流电流和电压产生,损耗和总效率很容易计算。电路中没有变压器并且不存在引起RFI噪声的瞬态尖峰电压或电流。由于晶体管不工作在开关状态,所以不存在晶体管的下降电流和上升电压瞬时重叠造成的交流开关损耗。

 

线性调整器的缺点

1.这种电源只能降压。
2.它的输出与输入之间有公共端,当输入和输出之间,或多路输出之间需要直流隔离时，电路的设计会变得非常复杂。
3.其初始直流输入电压(即图1.1(a)中的V)一般由工频变压器次级整流获得,而工频变压器的体积和重量限制了它的推广应用。
4.这种电路的效率非常低,造成非常大的功率损耗,需要较大的散热片。

串接 PNP型晶体管的低功耗线性调整器

串接 PNP型晶体管的线性调整器最小压差可降低至小于0.5V。因此,可以获得更高的效率,其原因结合图1.3分析如下。

图1.3(a)为串接NPN型晶体管的情况。晶体管基极要求注入电流(人),产生电流的电压必须高于(V。+ V„),约为(V。+1)。若基极串接一个电阻,则电阻输入端电压必须高于(V。+1)，以使电流流过。而最经济易行的方法是用初始直流电压向基极电阻供电。

但是,初始直流电压(网压低限输入时对应的纹波谷值)不能与(V。+1)(额定基极输入电压)太接近。而且,串联电阻R。的阻值必须很小,以使大电流输出时仍可提供足够的基极电流。在这种情况下,当网压高限输入(V。-V。)很大时,R,将向基极提供过大电流,使大量电流转向电流放大器而加大其损耗。正是因为存在上述问题,所以要求网压低限输入时对应的纹波谷值电压必须比输出电压保有2.5V的最小压差,以使R,基本成为恒流电阻,流过R、的电流在整个输入网压波动范围内基本不变。

 

然而,若串接 PNP型晶体管,如图1.3(b)所示,由于驱动电流是由公共地端经电流放大器获得,所以不会出现上述问题。V和V。的差值只受串接晶体管V。-1曲线弯度(knee)的影响,这使串接PNP型晶体管时的最小压差可降低至小于0.5V,从而提高了效率,特别是在低电压、大电流的应用场合效果更明显。 

图1.3(a)串接NPN型晶体管的线性调整器。基极驱动由V▲经R,提供,R,的电压一般最小为

1.5V以提供足够的基极电流,这个电压加上基射极电压就产生2.5V的最小压差。

(b)串接PNP型晶体管的线性调整器,基极电流几是由公共地端经电流放大器获得的,最小压差不要求大于2.5V,甚至可以取更小的压差。

串接PNP型晶体管的集成线性调整器现市场上有售,但价格很高。就集成电路制造工艺而言,在同样芯片上集成较大电流的PNP型晶体管比集成较小电流的NPN型晶体管更困难。

将NPN型晶体管放在负极回路中也可以获得同样的效果,这需要将正极作为公共端(在单路输出电源中这种电路很容易实现)。

由以上分析可知,线性调整器存在固有的缺陷,这也是目前为什么要发展更复杂的开关电路,以构造轻量小型,高效的电源。