线性稳压输出电源之实现篇

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【转】研发负责人 享声Horizon：参考级线性稳压是可以把电源噪声在10hz-100khz降至uv级别，这就是线性稳压电源的超低噪声秘密，本文讲一些实现。

线性稳压输出的电源，很多烧友称为线电，这种线电HIFI 用途最广，无论前面采用开关再生电源还是变压器整流出来的，要进入达到HIFI使用，必须经过线性稳压输出。

线性稳压输出，简单理解就是通过纯热消耗来把超过输出电压的那部分功率浪费掉，所以它并几乎没有电磁辐射，同时能够大幅度降低原电源的噪声。

当然，好的线性稳压输出与坏的线性稳压输出区别很大，同样电压电流的情况下，一个是满载输出噪声 （RMS noise), 一个是带宽（也可以称为调整速度或响应速度），其实这两个指标本身是有关联系的，一般RMS noise 很低的线性稳压，带宽肯定不低，否则不可能如此低噪声。同时要说明一下，超过2A大电流，高输出电压（>15V)的线性稳压，如果又要低噪声，又要高带宽，成本其实很高。比如，一个输入>15V, 3A的 40uvRMS  高性能稳压集成芯片，实际现在在50~80元左右，加上周边电路，外壳，满足正常生产成本与销售成本，在不要求赢利的情况下，我认为12V 3A的情况下，价格不会低于1300元,所以正常赢利的情况下，将会在2000元左右。而采用普通噪声（mv或400uv级别），高压差的线性稳压，则只需要5元即可，而且周边电路也有差别。线性稳压电源就是这样，便宜的可以很便宜，贵的可以贵到难以置信，如果到nv级，哪怕只有800ma, 高电压，可能单芯片就过百。

线性稳压输出，特别是低噪声的线性稳压输出，一般只用于低噪声的应用，如医疗仪器，HIFI电子类产品。

现在主要的线性稳压输出的电源，实现通常两类，一类采用变压器，再AC-DC整流（桥式整流），然后再用大电容储能后进行稳压，这种方式，需要精确计算稳压后的电流与电压，从而需要推算出前段的电容以及整流的使用细节，所以相对来说比较复杂，一般的DIY线电这一块非常不严谨。整流桥的压差，以及储能的容量，一定程度上决定了一定电流电压下后面线性稳压的效果，通常DIY基本没有复杂测试与计算，从而导致线性稳压并不是稳定工作在最佳稳压区间，高负载下从而导致噪声与波纹其实很大，高达几十mv或几百mv。HI-END级采用变压器线性电源输出线电，不仅仅需要让线性稳压在高负载下工作在最佳稳压区间，同时在选择稳压方案时，在满足电流的同时，也非常注意全频噪声（10hz~100khz)，从而为HIFI产品创造一个优秀的电源环境。这里面需要提到的是，要做到超低噪声+大电流，成本其实非常高，而要做好的关键是让线性稳压工作在最好的稳压区间，同时需要做到全频低噪声，而线性变压器以及整流桥更多是提供一个较低辐射的电源环境，但是让线性稳压器工作在最佳区间，处理起来并不简单，因为整流的压差，整流后其实是一个100hz的半波，并不是直流，需要电容储能计算，所以大电流下稳压效果要好，处理起来比较复杂而且成本比较高。因此现在HIFI厂家产品用这个方案，一般是小电流（<3a), 成本相对比较可控，而功放类，则基本都不进行线性稳压。

D1 标准版 ATX 稳压板部分细节（单路>5A)

另一种线性稳压输出，其实在很多hifi/hi-end产品中用途广泛，比如linn极点(6~9V稳压到需要的电压)，hilo（12V 开关电源到+-16.5V，再线性稳压到+-15V)以及一些专业顶级解码器中广泛使用。 就是采用开关再生电源后，经过全屏蔽，去噪，低内阻等一系列滤波，低噪声方案后，再进入参考级线性稳压，从而达到参考级的全频低噪声，这种做法，成本比一般的线电是要高不少，因为必须采用参考级线性稳压的成本更高。开关电源的稳定性更高（变压器整流后其实是一个100hz正半波电源，并不是传统意义上的稳定直流，需要用电容充电），不需要像线电一样，不需要太多关注线性稳压的工作区间问题，所以整体上成本适中，效果不错。享声其实也有大量的应用，比如MR2 的LPF与耳放电路，先用开关电源升到+-12V， 再用参考级的线性稳压降到+-10v, 从而达到桌面级参考的效果，还有P1的5V线性稳压输出，也是类似的方案。

Linn 参考网播开关电源+线性稳压输出方案

当然说得容量，做得好需要很多的经验，我这里强调最关键的几点：

1） 开关电源的PCB设计很关键，如果在同一块PCB上，需要尽可能的分离开来，主要是空间噪声辐射。如果不在同一块PCB，建议如linn极点一样，用金属独立的空间屏蔽开关电源。

2）电路上的噪声，需要对其滤波，差模，共模，去掉其高频噪声，变成低频。

3）因为加了噪声滤波后，内阻变大，需要降低电源内阻的解决方案。

4）必须选用参考级的线性稳压方案，超低全频噪声是必需的。

综上所述，我个人认为，小电流的低噪声高端线性稳压输出电源，可以上变压器供电方案或者发烧级开关电源供电方案，发烧开关电源全屏蔽+全滤波+降内阻+参考线性输出的，输出效果可以一个水平，但是发烧开关电源的成本其实更高，优点就是对市电要求低，电压适应性广。而大电流的线性稳压输出（>5A)，如果要做成超低噪声,高带宽，成本比 （发烧开关电源全屏蔽+全滤波+降内阻+参考线性输出的）成本反而高，如果投入不够高，不够严谨效果可能不如发烧开关电源+线性稳压输出。

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此为个人分享，享声Horizon：精力有限，特别是年底了，几个新品赶时间，感谢第三方帐号音响迷帮拉入我的个人群聊，大家可以加音响迷帐号拉入群聊：

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