怎么将94v电降2v 电路电流50ma

摘要： 一、采用线性稳压器实现降压（一）原理线性稳压器通过调整自身电阻来降低输入电压，使其稳定在设定的输出电压值，它工作在线性区，相当于一个可变电阻串联在电源和负载之间，根据负载的变化自动...

一、采用线性稳压器实现降压

（一）原理

线性稳压器通过调整自身电阻来降低输入电压，使其稳定在设定的输出电压值，它工作在线性区，相当于一个可变电阻串联在电源和负载之间，根据负载的变化自动调整电阻值，以维持输出电压稳定。

（二）电路设计

1、选择合适的线性稳压器芯片：对于将94V降至2V的需求，可选择如LT3080等具有宽输入电压范围和低输出电压能力的线性稳压器芯片，其最大输入电压可达75V以上，能够满足94V的输入要求，且能输出稳定的2V电压。

2、确定限流电阻：已知电路电流为50mA，根据欧姆定律I = V/R（其中I为电流，V为电压，R为电阻），可计算出限流电阻的阻值，假设输入电压为94V，输出电压为2V，那么稳压器两端的电压差为92V，为了保证电流不超过50mA，限流电阻R = V/I = 92V / 0.05A = 1840Ω，可选择标准阻值为1800Ω或2kΩ的电阻，这里选择1800Ω的电阻。

3、连接电路：将输入电压正极连接到限流电阻一端，限流电阻另一端连接到线性稳压器的输入引脚，线性稳压器的输出引脚连接到负载，同时将输出引脚与地之间连接一个滤波电容，一般选择10μF左右的陶瓷电容，以减少输出电压的纹波。

（三）优缺点分析

优点

电路结构简单，只需少量元件即可实现降压功能，设计相对容易。

输出电压稳定性高，能够为负载提供较为纯净、稳定的2V直流电压，适用于对电压精度要求较高的场合。

线性稳压器具有过流保护和过热保护功能，能有效保护电路中的其他元件和负载，提高系统的可靠性。

缺点

效率较低，由于线性稳压器是通过消耗多余的电能来降低电压，输入功率大部分被转化为热量浪费掉，在本电路中，输入电压为94V，输出电压为2V，当输出电流为50mA时，输入功率为94V×0.05A = 4.7W，而输出功率仅为2V×0.05A = 0.1W，效率仅为0.1W / 4.7W ≈ 2.13%，大量电能以热的形式损耗。

散热问题严重，由于效率低，大部分电能转化为热量，需要较大的散热片来降低稳压器的温度，否则可能会导致稳压器因过热而损坏，增加了电路的体积和成本。

二、使用开关稳压器实现降压

（一）原理

开关稳压器通过快速开关器件（如晶体管）的导通和截止，将输入的直流电压斩波成高频脉冲序列，然后通过储能电感、滤波电容等元件将脉冲序列转换为较低的直流电压输出，其工作原理基于电感的储能和释能特性，以及电容的平滑滤波作用。

（二）电路设计

1、选择开关稳压器芯片：例如LM5176，这是一款宽输入电压范围、高频率的开关稳压器芯片，输入电压范围可达40 100V，能够满足94V的输入要求，输出电压可通过外部电阻分压网络设置为2V，最大输出电流可达1A，满足50mA的需求。

2、设计反馈网络：根据芯片手册，选择合适的反馈电阻R1和R2，构成电阻分压网络，连接到芯片的反馈引脚，假设芯片内部基准电压为0.8V，根据公式Vout = Vref×(R1 + R2) / R2（其中Vout为输出电压，Vref为芯片内部基准电压，R1和R2为反馈电阻），要得到2V输出电压，可选择R1 = 1kΩ，R2 = 22kΩ（实际计算值可能略有偏差，需根据具体芯片进行调整）。

3、连接电感和电容：在芯片的开关引脚和续流二极管之间连接储能电感，一般选择几微亨到几十微亨的电感值，在输出端连接滤波电容，通常选择几百微法拉的电解电容和一个较小容量的陶瓷电容并联，以提高滤波效果和稳定性。

4、添加续流二极管：续流二极管的作用是在开关管截止时，为电感中的电流提供续流通路，防止电感产生过高的反向电动势损坏开关管和其他元件，可选择肖特基二极管，如SR160，其具有低正向压降、高开关速度等优点。

（三）优缺点分析

优点

效率高，开关稳压器的工作效率通常较高，一般在80% 95%之间，相比线性稳压器，在相同的输入输出条件下，开关稳压器能够有效减少电能损耗，提高能源利用效率，在本电路中，若输入电压为94V，输出电压为2V，输出电流为50mA时，输入功率约为94V×0.05A = 4.7W，假设效率为85%，则输出功率为4.7W×85% = 3.995W，相比线性稳压器的0.1W输出功率有显著提升。

体积小、重量轻，由于开关稳压器工作在高频状态，可以使用较小的储能电感和滤波电容，从而减小整个电路的体积和重量，便于集成在小型设备中。

散热要求相对较低，由于效率高，产生的热量相对较少，不需要像线性稳压器那样安装大面积的散热片，降低了散热成本和电路设计的复杂性。

缺点

电路相对复杂，需要更多的元件，包括开关管、电感、电容、二极管等，设计和调试难度较大，如果电路设计不合理或元件参数选择不当，可能会导致电路性能下降或出现故障。

存在电磁干扰（EMI）问题，开关稳压器在工作过程中会产生高频脉冲信号，这些信号可能会干扰其他电子设备的正常工作，需要在电路中采取适当的EMI抑制措施，如添加滤波电容、电感等元件，但这也会增加电路的复杂性和成本。

三、FAQs

（一）如何选择合适的降压方案？

答：在选择降压方案时，需要综合考虑多个因素，如果对输出电压的稳定性和精度要求极高，且对效率和体积重量要求不高，线性稳压器可能是一个合适的选择，例如在一些精密测量仪器中，需要非常稳定的低电压供电，线性稳压器可以提供高质量的电源输出，但如果对效率和体积重量有较高要求，并且能够承受一定的电路复杂性和EMI问题处理，开关稳压器则是更好的选择，比如在便携式电子设备中，为了延长电池续航时间，需要高效的电源转换电路，开关稳压器可以在较小的体积内实现较高的效率。

（二）在使用开关稳压器时，如何降低电磁干扰？

答：可以通过多种方法来降低开关稳压器的电磁干扰，优化电路板布局，将高频开关元件和敏感元件分开放置，尽量缩短高频信号走线的长度，减少环路面积，在开关稳压器的输入和输出端添加滤波电容和电感，组成π型滤波器或LC滤波器，滤除高频噪声，还可以在开关管两端添加RC缓冲电路，吸收开关过程中产生的尖峰电压和电流，减少电磁辐射，对整个电路进行屏蔽处理，使用金属屏蔽罩将开关稳压器部分包裹起来，并将屏蔽罩接地，防止电磁干扰向外传播。