使用线性稳压器作为滤波器

出处:网络整理时间:2026-06-05

  线性稳压器能够将较高的电压转换为较低的电压,并将产生的电压调节至一个可调整的值。借助这种方式,可以轻松地为各种各样的应用生成电源电压。然而,由于效率相对较低,线性稳压器在许多应用中已被开关模式电源(SMPS)取代。图1展示了一个用于电压转换的简易线性稳压器电路。

  图1.一个简易线性稳压器将较高电压转换为较低电压。

  近年来,线性稳压器拓宽了应用范围,尤其是在电源线滤波方面。图2展示了一种采用LC滤波器的无源滤波方案,由一个电容器和一个线圈构成。这种滤波器因直流(DC)损耗低而备受青睐,而这主要归功于线圈L的串联电阻(DCR)。图2展示的正是这样一个LC滤波器。

  图2.一种采用LC滤波器的滤波电路,用于降低SMPS的电压纹波。
  这种滤波器的效果取决于其传递函数,具体表现为波特图中双极点的位置。自转折频率起,增益以每十倍频程40 dB的速率下降,而转折频率由电感L和电容C的值共同确定。这种滤波器作为低通滤波器,能够让直流电压顺利通过,同时抑制高频干扰,比如电源线上的电压纹波。

  与有源电路不同,此滤波器不需要有源元件,而是依靠线圈和电容器来工作。线圈所需的额定电流与电感各有不同,其成本可能会相当高昂。

  图3.用于滤波的线性稳压器。
  图3展示了一种充当滤波器的线性稳压器,其作用是限度降低SMPS的电压纹波。此滤波器的性能优劣取决于电源电压抑制比(PSRR),PSRR通常通过与频率相关的图表形式来呈现。对于线性稳压器而言,在典型的1 MHz开关稳压器频率下,良好的PSRR值意味着可实现高达80 dB的衰减效果。
  图中所示的LT3042是一款线性稳压器,非常适合用作滤波级,因为即便处于高频环境下,它依然能够提供较高的PSRR,同时自身产生的干扰微乎其微。在需要使用滤波器来净化电源电压的应用中,上述特性显得尤为关键。
  实现滤波的方式多种多样,而使用线性稳压器进行滤波的一个显著优势在于,它能够调节输出电压。LC滤波器缺乏独立的电压调节环路,这就导致其产生的电压会受到原始电压源(如SMPS)特性的影响。根据流过LC滤波器(如图2所示)的直流电流大小,线圈的DCR会在不同程度上影响输出电压。
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