技术资讯 | 电压调节（稳压）快速指南

 

01关键要点

学习基础知识和三种类型的电压调节（稳压）

电源传输系统中的电压调节（稳压）行为

关于电压调节（稳压）技术的讨论，包括线性和开关稳压器

 

 诸如此类的电源，具有内置稳压器，能够在一定范围的输入电压为连接的负载提供稳定的电压

电压调节（稳压）是电子和电力工程中非常重要的课题。确保组件发送端和接收端之间的电压幅度保持恒定，这对于保持我们的设备按预期运行至关重要。电压调节（稳压）是为不同的负载提供近乎恒定电压的概念。这可以指无源特性，例如输电或配电线路上的压降，或通过电压调节（稳压）电路的主动干预。我们将仔细研究输电线路上的电压调节（稳压），并讨论不同的有源电压调节（稳压）方法。

 

量化电压调节（稳压）

 

系统电压调节（稳压）能力的质量可以通过三个不同的参数来定义：

线路调节是指系统保持恒定输出电压的能力，而与输送到调节器的输入电压无关。下面的等式是输出的变化与输入的相应变化的比率。

 

负载调节是指系统无论负载大小都能保持恒定输出电压的能力。电压负载调节百分比定义为空载和满载电路之间的差值与满载电路的差值之比。

温度依赖性是指系统在不考虑温度变化的情况下保持恒定输出电压的能力，温度变化可能发生在产生大量热量的设备（如晶体管）上。

 

电源传输线路中的稳压

实际的电源传输线是非零电阻和非零电抗的。因此，当加载时，电源线会充当分压器，导致电源线路上出现一些很小（不为零）的压降。当加载到电路的最大负载时，线路上将有最大电流，引起电源线路上的最大压降——这是满载条件。空载电压是在开路配置中用传输线的接收端测量的。

更高质量和更可靠的电源连线更接近具有小电阻或零电阻、电容和电感的理想传输线。根据传输线的特性，信号在通过传输线时可能会发生相移或幅度减小。

 

稳压器电路

稳压器电路旨在保持固定输出电压，而不受输入电压或负载条件变化的影响。通常，稳压器连接到输出电压可能发生变化的电源。更敏感的元件（如微处理器、数字元件或其他负载）连接到稳压器的输出端，并可依靠它提供固定电压。

稳压器最常用于DC-DC转换，但有些也能够进行AC到AC转换或AC-DC转换。稳压器拓扑的两种主要类型是线性和开关。

线性稳压器的运行效率通常较低，多余的输入功率会转化为热量。

开关稳压器以更高的效率运行，但需要更复杂的组件。

 

线性稳压器

线性稳压器使用由高增益放大器控制的有源调整器件，例如MOSFET或BJT。为了保持输出电压恒定，线性稳压器通过将内部电压与输出电压样本进行比较来控制调整器件的电阻。修正反馈环路控制传递元件，使该差值为零。线性稳压器将始终降低电压，因此输出电压将始终低于输入电压。线性稳压器通常更易于设计，更具成本效益，并提供低输出噪声。它们通常还需要添加一些外部元件，通常只是一个电容器。

线性稳压器使用由高增益放大器控制的有源调整器件，例如MOSFET或BJT。为了保持输出电压恒定，线性稳压器通过将内部电压与输出电压样本进行比较来控制调整器件的电阻。纠错反馈环路控制传递元件，使该差值为零。线性稳压器将始终降低电压，因此输出电压将始终低于输入电压。线性稳压器通常更易于设计，更具成本效益，并提供低输出噪声。它们通常还需要添加一些外部元件，通常只是一个电容器。

 

开关稳压器

开关稳压器通常更复杂，但效率更高。它们需要选择特定的外部元件值，如电感器、电容、反馈电阻或FET，并具有可调谐环路以实现稳定性。开关稳压器可用作降压转换器或升压转换器，甚至两者兼而有之。这些稳压器效率更高，可以处理更宽范围的电流和电压。

开关稳压器的类型包括降压或升压转换器。降压转换器采用较大的输入电压并保持较小的稳定输出电压。升压转换器采用较低的输入电压并产生较高的输出电压。降压-升压转换器结合了上述两种类型，并提供一系列输入电压和输出电压，该输入电压可以大于或小于输出电压。

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