細說DC-DC轉換器的抗干擾性（1）

負載調節在給定輸出電流范圍內 (Iout) 定義輸出電壓 (Vout) 的變化。由于輸出電壓接近Vs輸入電壓，串聯輸出電壓調節晶體管 (Q1) 近飽和狀態和電壓/電流增益衰降，會導致負載調節特性惡化。這種情況也適用于線路調節。線路調節是在給定輸入電壓 (Vs) 范圍內改變輸出電壓 (Vout)。同樣，Vo線路調節一般以mV級定義低電平Vs，隨著輸入電壓的變化，mV級可以放大十倍(與輸出電壓相比)，達到輸出電壓調節晶體管接近擊穿點時，其增益會隨之下降。線路調節還可以實現紋波抑制 (Vin/Vout比)，且應大于60 dB，以避免AC波紋通過輸入電源線路接入線性調節器DC輸入電壓。紋波抑制對于需要保證精確增益和dc精度的模擬系統至關重要。對進入線性調節器的電源紋波，還可以通過增加必要的電源去耦電容，進一步濾除線性調節器輸入和輸出中不希望出現的紋波來加以改善 (后面我們將深入討論電源去耦問題)。

去耦示意圖 (Vout通過與兩個電容串聯的L接地)

圖2

正確去耦以降低噪聲的一些重要設計理念如圖2所示。將一個大容量電解電容C1 (一般為10 µF – 100 µF) 放在線性調節器輸出端附近 (2英寸以內)。這個電容用作電荷庫，可即刻為負載提供電流，而不必通過調節器/電感提供電荷。小容量電容C2 (一般為0.01 µF – 0.1 µF) 的位置應盡可能靠近負載，這個電容的目的是降低負載的高頻噪聲。所有去耦電容應連接大面積低阻抗接地層，以降低阻抗。線性調節器輸出端電感器L1 (通常采用小型鐵氧體磁珠) 限制系統內噪聲并抑制外部負載高頻噪聲，同時避免內部產生的噪聲 (來自負載) 傳播到系統的其他部分。

去耦可以非常有效地濾除 (頻帶限制) 線性調節器的噪聲功率。線性調節器噪聲功率往往規定為幾微伏均方根值 (rms)，如LM340/78XX系列。這個噪聲值可以限定在10Hz至100 KHz窄帶寬范圍內，但必須注意，如果不采用交流去耦的話 (如上所述)，實際噪聲帶寬會非常高。

最后，盡管線性調節器使用簡便 (一般為3個端子，即輸入、接地和輸出)，在大部分電路環境下具有出色的DC和AC特性，但在熱特性方面存在極大局限性。由于線性調節器內部電路輸入電壓Vs高于輸出電壓Vout (Vs-Vout>2V)，這種壓差(Vs-Vout)乘以輸出電流 (Iout) 給出的功率值，最終成為線性調節器和系統的熱耗散。必須認真考慮這種熱量轉換因素。在整個設計中，必須考慮正確散熱和系統周圍氣流問題。例如，如果線性調節器最大結溫為150 °C (且系統中沒有散熱器或氣流)，系統環境溫度可達到125 °C;如果Θja接近 50 °C/W，線性調節器最大功率輸出應限制在 ½ W以下，以保持在可接受的結溫極限以內。這是為什么線性調節器對于需要大功率和熱效率的系統存在顯著缺點。下面的文章，我們將討論解決這兩個問題的開關調節器。

線性調節器仍是電子器件和系統設計的關鍵，無論驅動其他器件的獨立電路，還是驅動其他片上電路的子單元。為保證整體系統達到最高性能，需要認真設計并遵守技術規格的要求。