线性稳压器

本系列文章由两部分组成，第一部分介绍电压输入至输出控制(VIOC)系统。这种系统通常配置为具有VIOC特性的低压差(LDO)稳压器和降压拓扑开关稳压器的组合。

圣邦微电子推出 SGM70411Q，一款带看门狗、唤醒、复位和使能功能的车规级线性稳压器。该器件可应用于汽车通用电子控制单元、座舱、车身控制、辅助驾驶（ADAS）、移动车载信息系统等应用。

电源管理可以有效地将电源分配给系统中的不同组件，通过控制和监测电源系统中电压或电流的输入和输出，保证电源系统的安全稳定与高效运行。

LDO线性稳压器是线性降压型电压稳压器中的低饱和（Low Dropout：LDO）型产品，通常被称为“LDO”，是目前线性稳压器的主流产品。由于设计简单，并且在部件数量、尺寸、成本方面具有诸多优势，因此，即使在近年来开关稳压器的应用日益增多的情况下，LDO线性稳压器依然是根据应用需求被广为采用的电源IC。 普通LDO线性稳压器的容许损耗最多几瓦，比如5V输入3.3V输出时，输出电流约为1A。针对更高的要求，近年来多采用开关稳压器来对应。不过，有些方法可以解决使用LDO线性稳压器时带来的输出电流增加、容许损耗超标等问题。其中一个方法就是并联LDO线性稳压器（以下简称“LDO”）。

通过三篇技术小文章，我们对线性稳压器进行了一番系统的梳理，从基本原理，功能及类型开始，逐步递进，层层深入又详解了汽车级LDO内置诊断及保护功能。最后，从汽车应用供电结构开始剖析，讲解如何根据应用选择一颗合适的线性稳压器。

“针对不同的汽车应用需求，线性稳压器分成多种类型，除了通用型线性稳压器以外，还有后级线性稳压器、跟随器和电流检测型线性稳压器。每种类型分别有什么特点？在不同的应用中该如何选择？下面我们来详细说明。”——万丹，本文作者 1、汽车应用中的电源供电结构概述 电源供电结构概览 汽车电子模块产品繁多，应用类型也是多种多样，每一个产品，每一类应用，都需要电源芯片。

汽车应用对模块和元器件的可靠性要求都很高，汽车级的线性稳压器，为了支持系统达到这样高可靠性的要求，内部也集成了丰富的诊断和保护功能，下面以贸泽电子（https://www.mouser.cn/）备有的OPTIREGTM LINEAR产品举例，详细介绍这些功能的作用，原理和使用建议。 1、复位功能（RESET） 复位应用电路 a. 输出欠压复位 输出欠压复位通过检测输出电压Vout，并根据输出电压和内部复位阈值电压Vrt的比较结果，判断是否产生复位输出。

线性稳压器是通过线性调节来实现恒定电压输出的电源集成芯片，与分立器件电源比，它集成度更高，输出更稳定，同时集成了更多的诊断与保护功能。 线性稳压器有多种类型，除了通用型线性稳压器以外，还有后级线性稳压器、跟随器和电流检测型线性稳压器，以满足不同的应用场景需求，广泛使用于汽车电子设计中。 在开讲前，让我们通过一则视频，快速了解汽车应用中的线性稳压器性能和作用。 1、为什么要使用线性稳压器？ 汽车的ECU中，单片机和系统其它器件都需要一个可靠稳定的，电压低于电池电压（例如3.3V或5V）的电源，该电源需在从-40°C到150°C的整个温度范围内工作。分立器件电源由于其电压受负载电流（例如，电阻分频器）或温度（例如，齐纳二极管）的影响，因此分立器件解决方案不能够满足汽车应用中对电源的要求。

线性稳压器的最大优点在于使用简单。由于输入和输出各只附1个电容器工作，实质上或许可以说不需要设计。换句话说，散热设计或许比电路设计麻烦（参考热计算1－6）项）。此外，因为没有开关电源般的开关噪声，纹波抑制特性或电压噪声本身也小，所以在例如AV、通讯、医疗、测量等必须排除噪声的应用上较受欢迎。 图 7:应用例 缺点在于输出输入的电压差大则损耗就大，损耗几乎完全变为热能，某些条件下发热会非常大。如果使用功率达几瓦以上等级，就必须常常面对发热的问题。此外，线性稳压器只能降压。

这里所提的线性稳压器是IC（Integrated Circuit/集成电路），与其他的IC，例如运算放大器等，同样有表示特性或性能的规格。规格的英语为Specification，有方法、标准、基准等含义。线性稳压器的技术规格即规格表，其中有表示输出电压值及其精度等。这些称为参数。技术规格除了参数之外，还记载了最大额定值、工作保证条件、特性图表等非常重要的信息。图-9为基本技术规格、规格确认点及规格表例。 绝对最大额定值定义为连一瞬间都不可超过的值。其中虽然然有时会包含短路时间等时间概念的项目，不过基本上任何时间都不可超过，当然更没有±5%的公差值。有时会出现：“超过的话会如何？”或“有多少余量？”等提问。或许大家有兴趣知道，不过考虑绝对最大额定值的定义后就了解这问题并没有讨论的空间，应该探讨的是如何让使用上的最大值不超过最大额定值，或是使用较充裕的最大额定值。