電子產(chǎn)品離不開(kāi)電源電路，元器件需要的電壓/電流/紋波要求，板子上可能有多組不同的供電，選用什么樣的變換方式需要考慮到多種因素。首先我們看一下幾種常用的外接供電方式：
外接交流電 ： 比如中國國標的220V AC，美國的110 AC，電子產(chǎn)品內部需要AC變DC的電路（一般是獨立的變換電路板）變成產(chǎn)品中各個(gè)器件用的低壓，當然也有外部的“變壓器”將220V按照一定的變比變成低壓的AC，比如9VAC，這種變壓器跟2中的“適配器”很像，但內部只有變壓器，沒(méi)有整流、濾波、穩壓的功能，這種設計主要是出于系統整體成本的要求；
外接DC適配器：常用的是-48V、24V、12V、9V、5V等，一般是通過(guò)一種被稱(chēng)作“適配器（Adaptor）”的黑黑（現在各種顏色的都有了）的家伙，將AC轉變?yōu)镈C。技術(shù)的進(jìn)步可以通過(guò)開(kāi)關(guān)穩壓的方式將比較寬范圍的輸入交流變成穩定的直流，開(kāi)關(guān)變換也比較容易獲得小的體積。比較常用的就是筆記本的電源變換器、手機充電器等，它們的輸出都是低壓直流。隨著(zhù)USB端口的無(wú)處不在，USB不再只是數據的傳輸，更多的是用其端口進(jìn)行供電。目前家庭的插座上越來(lái)越多地將USB（5V直流）充電口作為了標配。
電池供電： 各種各樣的電池和多個(gè)電池的組合，多數系統需要對電池充電，隨后讓電池供電，或者充放電同時(shí)進(jìn)行。
今天我們討論的是電路板上通過(guò)穩壓電路為板上的各個(gè)器件產(chǎn)生需要的電壓，主要的穩壓變換方式有兩種：
線(xiàn)性穩壓 - Linear Regulator
開(kāi)關(guān)穩壓 - Switching Regulator 也叫SMPS（switching mode power supply）
線(xiàn)性穩壓器最經(jīng)典的就是78xx系列，典型的封裝為T(mén)O-220，只有三個(gè)腿，只需要外接倆電容：輸入端電容和輸出端電容，雖然數據手冊中有推薦的電容值，比如Fairchild的LM78xx數據手冊要求輸入端0.33uF，輸出端0.1uF，不過(guò)在實(shí)際的應用中電容值的大小沒(méi)啥關(guān)系，隨便弄倆上去就行，穩壓反饋環(huán)路是非常穩定的，輸入輸出的電容對其沒(méi)有什么影響，輸出的紋波也非常小。
從原理上看，可以把線(xiàn)性穩壓器看成是一個(gè)可變的串行電阻，通過(guò)改變其電阻值保證輸出端的電壓穩定。核心的器件三極管工作于線(xiàn)性模式。
線(xiàn)性穩壓器的工作原理
常規線(xiàn)性穩壓器的構成
線(xiàn)性穩壓器的優(yōu)點(diǎn)：
使用簡(jiǎn)單 - 一般來(lái)講3個(gè)器件就能搞定；
便宜 - 有幾十年歷史的器件，價(jià)格非常非常便宜；
輸出端比較干凈 - 低噪聲、低紋波、工作于非常寬頻帶，沒(méi)有EMI的問(wèn)題，在對噪聲敏感的模擬電路、通信電路供電系統中，一般會(huì )選用線(xiàn)性穩壓器來(lái)保證好的性能；
響應快速
當然線(xiàn)性穩壓器的缺點(diǎn)也很明顯：
輸入電壓和輸出電壓之間必須要保證一定的壓差（常規的穩壓器一般在2V以上，LDO需要的比較低）才能正常穩壓，要讓7805工作，其輸入端的電壓至少要達到7V才行；
效率為輸出電壓/輸入電壓，當輸入電壓與輸出電壓的差越大，則效率越低，而損失的效率都以熱的方式通過(guò)穩壓器本身消耗掉了。比如12V輸入/5V輸出的場(chǎng)景，效率只有5/12 ～ 41.6%，而58%的能量都被無(wú)謂的消耗掉，且發(fā)出的熱量對板子上的其它器件的穩定工作帶來(lái)威脅；
只能用于降壓，無(wú)法用于升壓和反壓。
LDO：
LDO線(xiàn)性穩壓器的構成
LDO是線(xiàn)性穩壓器的一種，只是輸入端和輸出端需要的壓差較小，在小電流的情況下（比如150mA）壓差可以到低到50mV。設想一下用LDO產(chǎn)生3.3V的直流電壓，在電路150mA的情況下，其輸入端只需要3.35V就可以正常工作，其效率可以高達98%，因此說(shuō)線(xiàn)性穩壓效率一定低這個(gè)結論是錯誤的，不能生搬硬套道聽(tīng)途說(shuō)的結論。
另一個(gè)理解上的誤區就是覺(jué)得LDO會(huì )比常規的線(xiàn)性穩壓器的轉換效率高，如果輸入電壓和輸出電壓都是一樣的情況下，使用78xx的器件和使用LDO的器件，其效率沒(méi)有本質(zhì)的區別，反而由于LDO，流通到GND管腳的電流較大而效率略低一點(diǎn)。
LDO非常適合電池供電的場(chǎng)景，因為在很小的壓差下也可以正常工作，而常規的線(xiàn)性穩壓器適合于交流供電的場(chǎng)景，可以通過(guò)改變變壓器的變比得到78xx需要的輸入電壓的要求，且能夠達到較高的功率要求，比如10A。
開(kāi)關(guān)穩壓電源：
開(kāi)關(guān)穩壓器主要由工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)的三極管（或MOS管）+儲能的電感或電容構成：
工作于開(kāi)關(guān)模式的三極管：On的時(shí)候對電感充電，充電足夠的時(shí)候開(kāi)關(guān)關(guān)閉，電感線(xiàn)圈將能量以電流的方式往負載供電，輸出電容同電感一起保證電壓的穩定。理論上當三極管處于On的時(shí)候其沒(méi)有壓降，處于Off的時(shí)候沒(méi)有電流通過(guò)，所以可以達到比較高的轉換效率。但實(shí)際上其還是有壓降和電流通過(guò)的，并且還有其它器件上的損耗；
電感：電流流入的時(shí)候通過(guò)磁場(chǎng)存儲能量，它不喜歡電流的變化，會(huì )盡力保持電流為常數而達到平滑電流的作用；
電容：可以看作為電壓濾波器，它不喜歡電壓的變化，用其存儲的能量來(lái)保持電壓為常數。
開(kāi)關(guān)穩壓器的工作原理示意圖
開(kāi)關(guān)穩壓器的優(yōu)點(diǎn)：
效率比較高，相對比常規的線(xiàn)性穩壓器，一般來(lái)講其效率是比較高的，但也會(huì )有一些由于器件的非理想化帶來(lái)一些損耗，結合上面LDO的例子，在一個(gè)實(shí)際的系統中開(kāi)關(guān)穩壓器效率是否一定高于LDO，需要根據實(shí)際的電壓、電流情況來(lái)分析，選用；
輸入電壓范圍較寬 - 全球跑到任何地方都能用的筆記本電源適配器、刮胡刀、手機充電器等等都是用開(kāi)關(guān)穩壓的方式實(shí)現的，線(xiàn)性穩壓器在這種需求下無(wú)能為力；
同等功率下，尤其是大功率，開(kāi)關(guān)穩壓器的體積可以做的較小，這得益于開(kāi)關(guān)工作頻率的提高，有的高達幾MHz，器件體積可以變得很小。
開(kāi)關(guān)穩壓器的缺點(diǎn)：
相對于三件套的線(xiàn)性穩壓器，開(kāi)關(guān)穩壓器需要的元器件比較多，有的器件相對還比較大，比如線(xiàn)圈、電容；
高頻的開(kāi)關(guān)噪聲比較大，元器件的布局比較關(guān)鍵，實(shí)現系統需要的低噪聲是非常具有挑戰的；
元器件的選用也非常關(guān)鍵，比如MOS管、儲能電感、平滑電容等
開(kāi)關(guān)穩壓器也有不同的類(lèi)型，根據輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系分：
Buck型 - 降壓
Boost型 - 升壓
Buck+Boost - 既可以升壓也可以降壓
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