1. 78xx降压集成电路 1.1 命名 1.2 引脚 1.3 优势 1.4 缺点 1.5 小结 1.6 粗略的功耗计算 2. 应用 2.1 最简应用 2.2 更好的标准应用 2.3 利⽤降压电阻降低功耗 2.4 ⾼容性负载下的输⼊短路保护 2.5 利用7805实现恒流输出 3. 替代 3.1 LM317 3.2 与78xx/79xx系列对比 3.3 DCDC 3.4 LDO 3.5 直流稳压电源分类 4. 相关连接
1. 78xx降压集成电路
78xx（有时也称为L78xx、LM78xx、MC78xx等）是一系列固定输出电压的线性稳压器 集成电路。
由于其易用性和低成本，78xx 系列常用于需要稳压电源的电子电路中。
1.1 命名
对于 78xx 系列集成电路，xx被替换为两位数字，表示输出电压（例如，7805 的输出电压为 5 伏，而 7812 的输出电压为 12 伏）。
78xx 系列是正电压稳压器：它们产生的电压相对于公共地为正。
还有一个相关的79xx系列器件，它们是互补的负电压稳压器。
78xx 和 79xx 系列集成电路可以组合使用，在同一电路中提供正负电源电压。
- 78Lxx，0.1A，微小贴片，小三极管样式的直插式。
- 78Mxx，0.5A，大贴片。
- 78xx，1A，直插式，带散热安装孔。
- 78Sxx，2A，圆形铁壳封装。较少见。
- 78Hxx，5A，圆形铁壳封装。较少见。
- 78Pxx，10A，没见过。
- 电流越大，效率越低，所以前3种较为常见。
1.2 引脚
78xx 系列集成电路有三个引脚，通常采用TO-220封装，但也有TO-92、TO-3（通孔）和SOT-23（表面贴装）封装。
这些器件支持的输入电压范围为比预期输出电压高约 2.5 伏，最高可达 35伏(输出5~18v) 至 40伏(输出20/24v)， 通常提供 1 或 1.5安培的电流（但较小或较大的封装可能具有较低或较高的额定电流）。
从左到右3个引脚分别是：输入，接地，输出。
1.3 优势
虽然通常需要外部电容器，但78xx系列集成电路不需要额外的元件来设置其输出电压。
与开关电源设计相比，78xx设计较为简单。
其它的一些电压调节集成电路，像是AMS1117一类的，会需要较多的外围电路器件。
78xx 系列集成电路具有内置过流，过热和短路保护等功能，因此在大多数应用中都非常可靠。
数据手册第一页，描述中用到的词汇：making it essentially indestructible. 使其⼏乎坚不可摧。
1.4 缺点
输入电压必须始终比输出电压高出一定的最小值（通常为 2/2.5 伏）。
这使得这些器件不适用于使用某些类型的电源为某些设备供电（例如， 使用 6 伏电池为需要 5 伏电压的电路供电，7805 就无法工作）。
对于输入电压接近输出电压的情况，可以使用引脚兼容的低压差线性稳压器(LDO) 来代替，如ASM1117系列。
由于它们基于线性稳压器设计，所需的输入电流始终等于输出电流。
和LM317等一类的线性电压调节器一样，输入电流和输出电流基本一致，而输入电压总高于输出电压，此时通过电流乘以这个电压降的乘积就是78xx内分压电阻的损耗功率。
这意味着在某些应用中必须配备合适的散热器，并且输入功率中（通常相当大一部分）会在此过程中被浪费掉，使其效率低于其他类型的电源。
在需要稍大一点电流时，需要加装散热器辅助散热。
1.5 小结
线性稳压器的优点是输出电压平稳，纹波小，缺点是效率低下。
电流越大，效率越低。压差越高，效率越低。
适合小电流，压差不大的场合。
面包板上测试，临时需要不同电压时，也是非常不错的选择，因为简单。
测试通过后，再根据电流大小判断实际使用开关电源还是78系列线性稳压等。
1.6 粗略的功耗计算
效率=输出功率/总功率
功率P=UI，线性稳压是和负载串联在电路中的所以电流是一样的。
以7805为例，输入12v电压。电流0.1A。
效率 = 输出功率/总功率 = (5v * 0.1A) / (12v * 0.1A) = 5V/12V = 41.7%
粗略计算效率就是输出电压比总电压。压差越大，效率越低。
热损耗计算
P=UI，热损耗就是7805承载压降发热的损耗。
还是以7805为例，输入12v电压。电流0.1A。
P=(12v-5v) * 0.1A = 0.7W
如果负载是1A电流！P=(12v-5v) * 1A = 7W
粗略计算损耗就是压差乘以电流。电流越大，功耗越大。
2. 应用
2.1 最简应用
数据手册:
比如场景是无刷风扇电机自带驱动，输入需要12~24v电压，另外需要额外的5v供电给驱动电路使用。
经过测量，5v驱动电路的电流基本稳定在20mA左右。与转速及主电源电压关系不大。
这种小电流就很适合使用7805，或者78M05，78L05都可以。
不需要外接任何其他辅助原件即可实现。
2.2 更好的标准应用
根据手册P22页 6.1节设计考虑，摘录如下:
在许多低电流应⽤中，⽆需补偿电容。
但是，如果稳压器连接到较⻓的电源滤波器，或者输出负载电容较⼤，建议在稳压器输⼊端旁路电容。
- 输⼊端建议选择0.33µF或更⼤的钽电容、聚酯薄膜电容或其他在⾼频下具有低内阻的电容。
- 输出接0.1uF电容。可以改善瞬态响应。
以确保在所有负载条件下稳定运⾏。
旁路电容应尽可能使⽤最短的引线直接连接到稳压器的输⼊端。
如手册P22页图8:
2.3 利⽤降压电阻降低功耗
根据手册P27页 图22 利⽤降压电阻降低功耗，图左下角是电阻计算公式。
输入串联电阻，利用降压电阻降低功耗
R = { VI(min) – VXX – VDROP(max) } / { IO(max) + Id(max) }
其中:
- VI(min) : 输入最小电压
- VXX : 标称输出电压，比如7805的5v
- VDROP(max) : 最大压差，2v~2.5v
- IO(max) : 输出最大电流
- Id(max) : 7805的2号引脚到地的最大电流, 通常比较小。输出电流较大时，这个可以忽略。
还是以7805，12v输入，0.2A电流为例。
R = (12 - 5 - 2) / (0.2) = 25Ω
如果输出电流是25mA， Id(max) 按5mA计算。总电流就是30mA。
R = (12 - 5 - 2) / (0.03) = 167Ω
增加一点冗余，总电流按40mA计算
R = (12 - 5 - 2) / (0.04) = 125Ω
选择125Ω~150Ω的电阻
手册这里只放了一张图和计算电阻的公式，并没有说明具体降低功耗的计算方法。
我按前面粗略计算功耗的方式，这里的电阻只是分担了大部分7805的损耗，但合计基本是一样的。
或许是我对这部分理解有误，还请了解的留言告知。
2.4 ⾼容性负载下的输⼊短路保护
手册 P29页， 图 27.⾼容性负载下的输⼊短路保护
对于⾼电容负载且输出电压⼤于 6 伏的应⽤，需要⼀个外部⼆极管 （参⻅图 22：使⽤降压电阻降低功耗）来保护器件免受输⼊短路的影响。
在这种情况下，输⼊电压会迅速下降，⽽输出电压下降缓慢。
电容会通过稳压器中串联功率晶体管的基极-发射极结放电。
如果能量⾜够⾼，晶体管可能会损坏。
外部⼆极管会将来⾃集成电路的电流旁路到地。
2.5 利用7805实现恒流输出
手册P23页，图9.电流调节器
如图，以7805为例，图中Vxx就是5v，确定R1的值，就能确定输出电流Io的值。
这就形成了一个恒流源。可以给LED灯供电。
计算以下最大能串多少个LED灯珠。单颗LED灯珠需要电压大约3~3.4v。
输入最大电压35v，减去压差2v，减去固定的压降5v，还有28v。
保守可以串8个灯珠。走廊，过道，这个亮度足够了。
还可以2并8串，就是16个灯珠，足够点亮小卧室了。
只需调整电阻阻值确定电流即可。
再结合手册P27页 图22 利⽤降压电阻降低功耗
将LED负载串在7805和输入之间，这就突破的输入电压35v的限制。
LED负载首先承担大部分压降。
例如输入100v电压，减去7805的固定压降5v和必要的2v压差。剩余93v都可以用在LED灯珠上。
保守可以串27个灯珠。大房间也够用了。
最大220v交流电，整流滤波后310v-7v，最多可以串91个灯珠。
但是AC220v通常不太稳定，整流滤波后很可能超过较多，造成器件损坏。 该电路不适合这种极限环境。
注：手册里还有更多的应用样例！
3. 替代
3.1 LM317
LM117／LM217／LM317是一种常用的正电压可调式线性稳压器／线性电压调节器。
它由当时在美国国家半导体（现德州仪器的一部分）工作的鲍勃·卫德勒（英语：Bob Widlar）和鲍勃·多宝金（英语：Bob Dobkin）于1970年发明出来。
它的电压调节范围从+1.25伏特到+37伏特之间。
LM137／LM237／LM337是LM117／LM217／LM317对应的负电压可调式线性稳压器（如同78xx和79xx的关系），由鲍伯·皮斯（英语：Bob Pease）设计。
它的输出电压是低于参考电势的，电压调节范围从-1.25伏特到-37伏特之间。
注：
LM117、LM217、LM317分别针对军用、工业级应用以及消费级应用，其中军用和工业级应用的差别主要在于工作时PN结的温度，消费级应用和工业级应用/军用的主要差别除温度以外还有稳压性能、精度的差异。
不同授权厂商制造的LMx17／LMx37的性能也有些微差异，不同半导体封装的产品也有最大通过电流、耐受工作温度等差异，具体参数需要阅览相关授权制造厂商的数据文档，并以它们为准。
3.2 与78xx/79xx系列对比
LM317是可调式的电压调节器，而同样常用的78xx则为固定式的电压调节器。
然而，78xx和LM317一样是可以制作出可调输出电压的稳压电路，只是将接地端作为调整端使用，参考电压相对LM317而言要高些。
和78xx一样内建过流／短路保护、过热保护电路。
直接将前述的LM317稳压电路上的LM317换成78xx系列中的任一型号，分压器也保持不变，输出电压的计算式除Vref需要替换以外其余的参数也相同，Vref的值替换为78xx的固定输出电压值，以7805为例，其参考电压为5V，只需将Vref=5V即可。
然而，LM317和78xx的设计细节还是不一样的。
78xx的器件工作静态电流相比LM317而言要大得多，这样稳定性自然不如LM317。
按前述LM317电压调节器输出电压计算式上计算，误差项是不能忽略的，接地一侧的电阻耐受功率也需要考量。
此外，LM317基准电压，相对于电阻式分压器，对像是二极管产生的电压降或是一个电压缓冲器/电压随耦器产生的电流波动的响应并不敏感，这样使得LM317可以提供的更稳定的电压调整。
LM317设计时已内建对这些参数波动的补偿，因而可在保证精确度的情况下无需再额外增加补偿电路，也使得LM317的频率响应表现相对于78xx来说要好。
和78xx系列对应有用于负电压的79xx系列的类似，LM317也有对应的负电压调节器LM337。
两款稳压器均需输入及输出去耦电容以防止振荡：
输入电容：至少 0.1μF 陶瓷电容，布置于输入引脚 1cm 范围内
输出电容：至少 0.33μF 到1μF 钽电容或 10μF 电解电容以确保稳定性
LM317 专用：需额外添加 10μF 输出电容；否则 ADJ 引脚的高阻抗可能导致工作不稳定
3.3 DCDC
线性稳压器那么烫手，你确定不试试开关电源？ 【电源芯片选型】
| 稳压 | 适用场景 | 纹波 | 效率 | 发热 | 成本 | 电路 | 静态功耗 | 备注 |
| LDO | 低压差，小电流 | 小 | 低 | 高 | 低 | 简单 | 低 | 压差越大，效率越低。 电流越大，损耗越多。 |
| DCDC | 高压差，大电流 | 大 | > 80% | 低 | 高 | 复杂 | 高 |
3.4 LDO
低压差稳压器（英语：Low-dropout regulator，LDO），又称低压差线性稳压器、低压降稳压器，是线性直流稳压器的一种，用途同是提供稳定的直流电压电源。
相比于一般线性直流稳压器，低压差稳压器能于更小输出输入电压差的情况下工作。
3.5 直流稳压电源分类
知识与技巧 #027 - LDO是如何工作的
| 直流电源稳压电路大类 | 子类 |
| 线性直流稳压电路 Linear Regulator |
标准线性稳压电路 Linear |
| 低压差稳压电路 LDO | |
| 开关直流 稳压电路 Switching Regulator |
降压稳压电路 Buck |
| 升压稳压电路 Boost | |
| 降压-升压稳压电路 Buck/Boost | |
| 返驰式稳压电路 Flyback |
4. 相关连接
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