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1 # 技術閒聊
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2 # 玩轉嵌入式
線性電源晶片是電路設計中常用的降壓晶片,因為其所使用的外圍元器件較少、電路簡單、輸出紋波小、噪聲小,所以節省空間,方便好用,很受歡迎,但是其最大的缺點就是在壓差較大時轉換效率低、發熱嚴重。換句話說,線性電壓在高壓差工作時,其散熱設計要難於電路設計。
線性電源發熱的原因線性電源內部是透過改變其內部電晶體的導通程度來改變輸出電壓和電流的,電晶體工作在先行區可以等效為可變電阻串聯在迴路中,電流流過電阻必然會發熱。如下圖所示。
透過加裝散熱片來散熱使用線性電源晶片時需要加裝散熱片,壓差越大轉換效率越低,流過的電流越大發熱越嚴重,所以在使用線性穩壓晶片時要加裝散熱片。
大壓差使用DD/DC晶片如果輸出和輸入的壓差加大,就考慮使用DC/DC類晶片,這類晶片雖然外設電路比線性穩壓電源晶片要稍微複雜一點,但是轉化效率卻相對較高。線性穩壓晶片在加裝散熱片以後所佔用的空間都要比DC/DC類晶片大的多。所以在壓差較大的情況,儘量考慮DC/DC晶片。
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3 # 電子產品設計方案
線性電源晶片的使用非常簡單,一進一出,前後各一個濾波電容就可以了。電子工程師經常用線性電源晶片做出不同的電壓給產品不同的晶片或模組供電
但簡單的東西,在設計產品的時候不小心也是會出大問題的。由於輸入高的電壓輸出低的電壓,兩者之間的壓差就落線上性電源晶片上了。壓差越大,輸出的的電流越大,發熱量就會越大。發熱量大的,晶片自然就燙手了。
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4 # 四重奏6028217
所謂線性電源實際上就相當於一個用電阻降壓的電源。這裡的降壓晶片在電路中可以等效成為一個可調電阻。既然是電阻 ,那麼電阻上的功耗就等於U²÷R,或U㐅Ⅰ。所以用線性lC進行降壓,最重要的就是控制晶片本身的功耗。如果由於壓差或電流過大導致晶片功耗超過1W,燙手是必然的。至於如何規避,可從以下幾方面入手:
①加裝散熱片。這種方式要看功耗大小和有無加裝大散熱片的空間。一般以不超過10W為宜。若功耗較大可採用下面的辦法。
②多梯次降壓。比如把12ⅴ電壓降至5v兩安培,可先用7809把電壓降至9v再用7805完成5v部分。這樣就把14W的功耗分攤到兩塊晶片上。避免熱量堆積。
當然線性晶片也並非一無是處,它雖然效率低但具有外圍電路簡單,輸出電流“乾淨”的突出優點,在對供電質量要求較高且功耗不大的電路里應用還是比較普遍的。以上是我的回答。
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根據提問者的描述,線性電源晶片燙手是什麼原因呢?如何規避?使用線性電源晶片特別需要注意的就是自身功耗的問題,而且很多新手往往忽略自身功耗的計算,從而導致負載過重而使晶片急劇發燙。
線性電源晶片的自身功率為:(輸入電壓-輸出電壓)×負載電流,即P=(Uin-Uout)×I。
常用的78XX、79XX線性穩壓電源晶片78XX和79XX是最常用的線性穩壓電源晶片,78XX是正電壓型,79XX是負電壓型,後面兩位"XX"表示輸出電壓,比如7805輸出+5V,7912輸出-12V。
78XX系列分78LXX、78MXX和78XX,78LXX最大輸出電流為100mA,78MXX最大輸出電流為500mA,78XX最大輸出電流為1.5A。
以TO220封裝的7805為例,輸入壓差≥2V,壓差越大效率越低,因為線性穩壓器輸出電流不變,只是將多餘的功率轉化為晶片自身的熱量耗散掉。
▲7805穩壓電路
使用線性穩壓器時,一定要考慮晶片自身的功耗,對於封裝為TO220的穩壓器,功耗大於1W時,必須加散熱處理,根據功耗情況選擇不同的散熱器。
若自身功耗太大,建議更換電源晶片,改用開關電源晶片,效率高,一般情況下不需要做散熱處理。
分析1、若是電流太大,建議更換開關電源晶片,如不想更換線性電源晶片,可以作擴流處理。
下圖為LM317擴流電路,使用限流電阻和三極體擴流,當R9兩端電壓約大於0.7V時,Q4導通,觸發Q3導通,電流從Q3分流。
▲LM317擴流電路
下圖為7805擴流電路,具有短路保護功能,擴流原理和上圖類似。
▲帶短路保護的7805擴流電路
2.若是壓差太大,可以採用階梯降壓,比如24V直接線性降壓至5V,壓降太大,7805承受不了,19V的壓降,0.2A電流就有3.8W的功耗,一般小型散熱器還承受不了。
若採用階梯降壓,24V先降至18V(7818),再降至12V(7812),最後降至5V(7805),0.2A電流,7818的功耗1.2W,7812的功耗1.2W,7805的功耗1.4W。晶片自身功耗,只是效率低而已(使用線性穩壓晶片,只要輸入和輸出一定,負載一定,效率低問題是無法解決的)。
綜上分析:線性電源晶片,內耗高、效率低,建議大家在低壓差、小電流場合下使用,負載電流及壓差較大時,建議大家多采用開關電源晶片,效率高,而且有很多整合的模組,外圍電路也不復雜,都會有參考電路。