稳压器热阻与效率计算

现在说明线性稳压器的效率和热计算。使用线性稳压器必须讨论这一点。

线性稳压器的效率

效率的定义是转换输出功率对输入功率的比例，通常显示为%。开关稳压器也是如此。在以下公式中，输入电流I_IN所含的I_CC是IC本身的消耗电流。然而，由于其值较小，负载电流可以忽略不计。此时，只要输入电压用于输出电压，因为输入电流可以与输出电流相同。

上图例中，5V转换成3.3V效率为64%。近年来，开关稳压器的效率超过80%~90%，因此64%非常低。

在这里，我们试图将图24例输入电压5V变更为3.6V看看。5V可视为系统电压，3.6V是锂离子二次电池的电压。

损耗功率

在这种条件下的效率居然有89%。也就是说，即使是线性稳压器，如果输入和输出的电压差小的话效率也是变高，可以获得相同于开关稳压器的高效率。首先，看上图便一目了然，如果V_IN接近压差电压V_DROPOUT如果功率损失降低，效率就会提高。

如果是这样的条件，LDO贡献变得很高。在这种情况下，输出输入差为0.3V，选用线性稳压器LDO，而且压差电压为0.3V以下的LDO。标准线性稳压器不能支持这种条件。如果使用标准型，输入电压必须为6.3V以上(压差电压为3V），而且不能处理原来的5V输入条件。此外，效率也会降低到52%。反之，从12V制作5V时，不管是LDO或者标准型，效率或损失不会改变。

线性稳压器的效率取决于输出输入电压差。虽然输出电压差与压差电压有关，但与效率没有直接关系，但可以从公式中清楚地知道压差电压。不要混淆这一点。

关键要点:

?线性稳压器和开关稳压器意味着功率转换效率。

?如果总结条件，线性稳压器也可以获得与开关稳压器相同的效率。

?如何最大限度地减少功率损耗是提高线性稳压器效率的关键。

线性稳压器的热计算

热计算需要功率损耗、封装热阻、周围温度等信息。功率损耗与效率计算的计算方法相同，纯粹是输出输入电压差与输入电流相乘的值。热阻应记录技术规范，有时需要询问厂家。芯片基本使用(接合面)Junction）和周围（Ambient）间的热阻、θja。尽管有些IC外壳的热阻可以提供θjc，但是还是要求的θja到目前为止的热阻。最后是周围的温度，可以根据整机的额定值来计算，比如50℃估算也可以。若要求条件较高，必须进行实测。

想法如下:根据功率损失和热阻要求IC芯片的发热后再加入周围温度后求芯片的温度，确认已计算的Tj是否没有芯片温度T_jmax(芯片温度的最大额定)。如果超过了T_jmax根据输出输入电压、输出电流和周围温度，必须改变任何条件。前项已说明，并非所有条件都可以按规格使用。

一般来说，输入电压或输出电压可以变化的例子不多。可以减少负载电流(输出电流)作为处理方法。此时，接受电源供应的装置必须尽量选择电流消耗较少的装置。其他可能的方法是降低周围温度。例如，从自然对流空冷变更为风扇冷却、已有风扇的话就提升冷却能力、重新评估对流等。此外，虽然还有一种在线稳压器安装散热器来降低热阻和发送，但散热器的成本和尺寸必须是一个很大的讨论。此外，下一项规定的开关稳压器可以考虑用于提高电源效率和减少发热。

关键要点:

?探讨不超过T_jMAX(最大额定)重要项目。

?调整需要在Ta加热(功率损失×权衡热阻)之间。