發布日期 : 2023年3月9日 / 最近更新 : 2023年4月6日

下面介紹電壓穩壓器的缺點,即損耗、發熱。

電壓穩壓器將IC內部的驅動晶體管/FET作為可變電阻,通過調整電阻值將輸出電壓控制為一定。

這意味著根據IC內部的可變電阻(驅動晶體管/FET),使作為輸入電壓和輸出電壓差分的輸入輸出電壓差在IC內部電壓下降。由於該可變電阻的電壓下降和流過IC的電流(=輸出電流),會產生損耗及IC的發熱。

具體舉例如下,考慮輸入電壓為5V、輸出電壓為3V、輸出電流為100mA的情況。

輸入電壓5V和輸出電壓3V的差分2V在IC內部電壓下降。流向IC的電流與輸出電流相同,為100mA。 (嚴格來說,在消耗電流等方面會產生若干差異。) 通過該電壓差分2V和流向IC的電流100mA,在IC內部會損耗2V×100mA=200mW的電力,造成IC發熱。

( VIN – VOUT) x IOUT = Heat loss

The larger the voltage difference between input and output,
the greater the loss as heat generation.

從計算公式可以看出,在輸入輸出電壓差大和輸出電流大的條件下,IC的損耗變大,IC的發熱量增加。

在本例中,由於從輸入電壓5V到輸出電壓3V,相差2V,但如果從輸入電壓24V下降到輸出電壓3V,則相差21V,在輸出電流100mA時會損耗2.1W。

另外,發熱量變大的話,連接溫度會上升,為了抑制連接溫度需要散熱對策。
在連接溫度超過IC的絕對最大額定值的條件下,必須考慮變更為高散熱產品或開關型DC/DC轉換器。