稳压管是一种电子元件，它可以在一定范围内保持恒定的输出电压，不受输入电压或负载电流的变化的影响。稳压管广泛应用于各种电子设备中，如电脑、手机、电视等，为它们提供稳定的电源。稳压管的性能和质量直接影响了电子设备的工作效率和寿命，因此，选择合适的稳压管是非常重要的。

稳压管的分类

稳压管按照工作原理和结构可以分为两大类：稳压二极管和稳压集成电路。稳压二极管是一种利用半导体材料的特性，通过调节电流来实现稳压的元件。稳压二极管的优点是结构简单、价格低廉、体积小、可靠性高，但是缺点是输出电压的精度和稳定性较低，不能满足高精度的要求。稳压集成电路是一种将多个稳压元件和电路集成在一个芯片上，通过复杂的反馈控制来实现稳压的元件。稳压集成电路的优点是输出电压的精度和稳定性较高，可以满足高精度的要求，但是缺点是结构复杂、价格昂贵、体积大、可靠性低。

稳压管的参数

稳压管的主要参数有以下几个：

- 输出电压：稳压管的输出电压是指稳压管在正常工作状态下，输出端的电压值。输出电压应该与电子设备的工作电压相匹配，否则会造成电压过高或过低，影响电子设备的正常工作。

- 稳压精度：稳压精度是指稳压管的输出电压与其标称值的偏差程度。稳压精度越高，表示稳压管的输出电压越接近其标称值，越能满足电子设备的要求。稳压精度受到输入电压、负载电流、温度等因素的影响，因此，应该选择适合工作环境的稳压管。

- 最大输出电流：最大输出电流是指稳压管能够承受的最大的输出端电流。最大输出电流应该大于或等于电子设备的最大工作电流，否则会造成稳压管的过载，损坏稳压管或电子设备。

- 最大输电压：最大输入电压是指稳压管能够承受的最大的输入端电压。最大输入电压应该大于或等于电源的最大电压，否则会造成稳压管的击穿，损坏稳压管或电子设备。

稳压管的选择

根据以上的分类和参数，我们可以根据不同的应用场景，选择合适的稳压管。

1、输入电压与输出电压

选择稳压器的第一步是确定你将使用的输入电压和输出电压。线性稳压器需要高于额定输出电压的输入电压。如果输入电压小于所需的输出电压，则会导致电压不足的情况，从而导致稳压器掉落并提供未稳压的输出。

例如，如果使用具有 2V 压降电压的 5V 稳压器，则输入电压应至少等于 7V以实现稳压输出，输入电压低于 7V 将导致输出电压不稳定。

针对不同的输入和输出电压范围，有不同类型的稳压器。例如，你需要一个用于 Arduino Uno 的 5V 稳压器和一个用于 ESP8266 的 3.3V 稳压器，你甚至可以使用可用于一系列输出应用的可变电压调节器。

2、压差

稳压器的压降可以定义为输入和输出电压之差。例如，调节器 (7805) 的最小输入电压为 7 V，输出为 5 V，因此 7805 的压差为 2 V。如果输入电压小于 7 V，则输出 (5 V) 加上压降 (2 V) 会导致不受调节的输出，在应用中是很危险的。

不同的稳压器可能有不同的压降电压；假设可以找到具有不同压降电压的一系列 5 V 稳压器。具有极低压差电压的线性稳压器可以非常高效。因此，如果使用电池作为电源，则可以使用低压差稳压器来提高效率。

3、功耗

虽然线性稳压器便宜且易于使用，但主要缺点是可能浪费大量功率。这会导致电池过度消耗、过热或产品损坏。如果你的电池产品以热量的形式浪费掉，那么电池耗尽的速度会很快，如果不是电池产品的电能以热量的形式浪费掉，也会导致设计出现其他问题。事实上，在某些条件下，线性稳压器会产生大量热量，以至于它基本上会自毁。

使用线性稳压器时，首先要确定稳压器将耗散多少功率。

对于线性稳压器，使用等式：

功率 =（输入电压 – 输出电压）x 电流 （等式 1）

可以假设输出电流（也称为负载电流）与线性稳压器的输入电流大致相同。实际上，输入电流等于输出电流加上线性稳压器执行调节功能所消耗的静态电流。对于大多数稳压器而言，静态电流与负载电流相比非常小，因此假设输出电流等于输入电流就足够了。

从等式 1 中可以看出，如果稳压器两端存在较大的电压差 (Vin – Vout) 和/或高负载电流，则稳压器将耗散大量功率。例如，如果输入为 12 V，输出为 3.3 V，则电压差计算为 12 V – 3.3 V = 8.7 V。

如果负载电流为 1 A，则意味着稳压器必须耗散 8.7 W 的功率，能量浪费太多了，并且超过了任何线性稳压器能够处理的范围。另一方面，如果你有一个高压差，但你只运行几毫安的负载电流，那么功率就会很小。

例如，在上述情况下，如果现在仅运行 100 mA 的负载电流，则功耗将降至仅 0.87 W，这对大多数线性稳压器都会更好运行。

选择线性稳压器时，仅仅确保输入电压、输出电压和负载电流满足稳压器的规格是不够的。

例如，假设有一个额定电压高达 15 V 和电流为 1 A 的线性稳压器。你可能会想：可以在输入端施加 12 V，在输出端施加 3.3 V，并以 1 A 运行，对吧？

但其实这是错误，你必须要确保线性稳压器可以处理那么大的功率，这样做的方法是根据稳压器必须耗散的功率来确定稳压器会发热多少。

因此，首先使用上面的公式 1 计算线性稳压器将耗散多少功率。其次，查看调节器数据表中“热特性”下的名为“Theta-JA”的参数，该参数以 °C/W（°C 每瓦）为单位报告。Theta-JA 表示芯片将加热到高于环境空气温度的度数，每瓦特功率它必须耗散。

只需将计算出的功耗乘以 Theta-JA，就可以知道线性稳压器在该功率下会发热多少：

功率 x Theta-JA = 高于环境温度 （公式 2）

假设稳压器具有每瓦 50°C 的 Theta-JA 规格，这意味着如果产品正在消耗：

1瓦，加热50°C。

2瓦，加热100°C。

? 瓦，加热 25°C。

需要指出的是，上面计算的温度表示高于环境空气温度的温差。

假设计算出在功率条件下，稳压器将耗散 2 瓦的功率，你将其乘以 Theta-JA 并确定它会升温 100°C。这里比较重要的是，不要忘记添加环境空气温度，室温通常为 25°C。因此，应该将 25°C 添加到 100°C，现在温度高达 125°C。

125°C 是大多数电子元件的额定最高温度，因为不能超过125°C。

在达到约 170°C 至 200°C 之前，通常不会损坏产品。不过大部分稳压器都具有热关断功能，在50°C 左右触发，因此它们会在造成任何损坏之前立即关闭。但是，一些稳压器没有热关断功能，因此可能会因为耗散过多的功率而损坏稳压器。

另一件需要考虑的事情是气温可能并不总是 25°C。

假设稳压器在加载时仍会升温 100°C，但现在环境温度为 50°C（例如在炎热的夏日在封闭的汽车内）。现在你有 50°C 加 100°C，加载时最高可达 150°C。已超过指定的最高温度，正处于触发热关机的边缘。

运行稳压器使其经常超过 125°C 的规定温度可能不会立即造成损坏，但会缩短组件的使用寿命。

4、效率

效率是输出功率与输入功率之比，它与输出电压与输入电压之比成正比。因此稳压器的效率直接受压差电压和静态电流的限制，因为压差电压越高，效率越低。

为了获得更高的效率，必须将压降和静态电流降至最低，并且必须将输入和输出之间的电压差降至最低。

5、电压精度

稳压器的精度取决于以下因素：

线路调节

负载调节

参考电压漂移

误差放大器电压漂移

温度系数

典型线性稳压器的输出电压规格可确保稳压电压在标称电压的 5% 以内。因此，如果使用稳压器为数字 IC 供电，则 5% 的容差不是什么大问题。

6、负载调节

电路在不断变化的负载条件下保持一定输出电压的能力称为负载调节，可以表示为：

负载调整率 = ?V out/ ?I out

7、线路调节

电路在变化的输入电压条件下保持一定输出电压的能力称为线路调节。可以表示为：

负载调整率 = ?V out / ?V in

8、噪音

开关稳压器提供比线性稳压器更高的效率，但它们会产生更多噪声。当稳压器输出高电流时，不必要的电子噪声会干扰其他电路。如果想让产品进入市场，获得 EMC 认证可能会比较困难，如果你的PCB板上其他电路比较敏感（例如：纯模元件），那么最好选择线性稳压器

选择具有高功率损耗的稳压器损耗会非常大，线性稳压器噪音较小，但效率非常低（LDO 除外），这意味着一些功率会转化为热量。如果稳压器将在高电流下运行，应该在板上安装散热器。如果在电路板上没有足够的空间放置散热器或者担心功耗，那么开关稳压器可能是更好的选择。

9、频率响应

当输出电流快速变化时，输出端会出现一个小尖峰。稳压器需要一些时间才能切换回相同的电压，这称为瞬态响应。瞬态响应通常是输出电容和负载电流的函数。快速瞬态响应确保稳压器可以提供所需的功率。检查组件数据表并查找应该在稳压器输出中包含的推荐旁路电容。

稳压管是一种重要的电子元件，它可以为电子设备提供稳定的电源，保证其正常工作。稳压管的选择应该根据电子设备的工作电压、功耗、精度等要求，以及工作环境的条件，选择合适的类型和参数。稳压管的选择不仅影响了电子设备的性能和寿命，也影响了电能的利用效率和安全性，因此，应该慎重考虑和选择。