技術(shù)資訊 | 電壓調(diào)節(jié)（穩(wěn)壓）快速指南

01關(guān)鍵要點

學習基礎(chǔ)知識和三種類型的電壓調(diào)節(jié)（穩(wěn)壓）

電源傳輸系統(tǒng)中的電壓調(diào)節(jié)（穩(wěn)壓）行為

關(guān)于電壓調(diào)節(jié)（穩(wěn)壓）技術(shù)的討論，包括線性和開關(guān)穩(wěn)壓器

諸如此類的電源，具有內(nèi)置穩(wěn)壓器，能夠在一定范圍的輸入電壓為連接的負載提供穩(wěn)定的電壓

電壓調(diào)節(jié)（穩(wěn)壓）是電子和電力工程中非常重要的課題。確保組件發(fā)送端和接收端之間的電壓幅度保持恒定，這對于保持我們的設(shè)備按預(yù)期運行至關(guān)重要。電壓調(diào)節(jié)（穩(wěn)壓）是為不同的負載提供近乎恒定電壓的概念。這可以指無源特性，例如輸電或配電線路上的壓降，或通過電壓調(diào)節(jié)（穩(wěn)壓）電路的主動干預(yù)。我們將仔細研究輸電線路上的電壓調(diào)節(jié)（穩(wěn)壓），并討論不同的有源電壓調(diào)節(jié)（穩(wěn)壓）方法。

量化電壓調(diào)節(jié)（穩(wěn)壓）

系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)（穩(wěn)壓）能力的質(zhì)量可以通過三個不同的參數(shù)來定義：

線路調(diào)節(jié)是指系統(tǒng)保持恒定輸出電壓的能力，而與輸送到調(diào)節(jié)器的輸入電壓無關(guān)。下面的等式是輸出的變化與輸入的相應(yīng)變化的比率。

負載調(diào)節(jié)是指系統(tǒng)無論負載大小都能保持恒定輸出電壓的能力。電壓負載調(diào)節(jié)百分比定義為空載和滿載電路之間的差值與滿載電路的差值之比。

溫度依賴性是指系統(tǒng)在不考慮溫度變化的情況下保持恒定輸出電壓的能力，溫度變化可能發(fā)生在產(chǎn)生大量熱量的設(shè)備（如晶體管）上。

電源傳輸線路中的穩(wěn)壓

實際的電源傳輸線是非零電阻和非零電抗的。因此，當加載時，電源線會充當分壓器，導致電源線路上出現(xiàn)一些很小（不為零）的壓降。當加載到電路的最大負載時，線路上將有最大電流，引起電源線路上的最大壓降——這是滿載條件。空載電壓是在開路配置中用傳輸線的接收端測量的。

更高質(zhì)量和更可靠的電源連線更接近具有小電阻或零電阻、電容和電感的理想傳輸線。根據(jù)傳輸線的特性，信號在通過傳輸線時可能會發(fā)生相移或幅度減小。

穩(wěn)壓器電路

穩(wěn)壓器電路旨在保持固定輸出電壓，而不受輸入電壓或負載條件變化的影響。通常，穩(wěn)壓器連接到輸出電壓可能發(fā)生變化的電源。更敏感的元件（如微處理器、數(shù)字元件或其他負載）連接到穩(wěn)壓器的輸出端，并可依靠它提供固定電壓。

穩(wěn)壓器最常用于DC-DC轉(zhuǎn)換，但有些也能夠進行AC到AC轉(zhuǎn)換或AC-DC轉(zhuǎn)換。穩(wěn)壓器拓撲的兩種主要類型是線性和開關(guān)。

線性穩(wěn)壓器的運行效率通常較低，多余的輸入功率會轉(zhuǎn)化為熱量。

開關(guān)穩(wěn)壓器以更高的效率運行，但需要更復(fù)雜的組件。

線性穩(wěn)壓器

線性穩(wěn)壓器使用由高增益放大器控制的有源調(diào)整器件，例如MOSFET或BJT。為了保持輸出電壓恒定，線性穩(wěn)壓器通過將內(nèi)部電壓與輸出電壓樣本進行比較來控制調(diào)整器件的電阻。修正反饋環(huán)路控制傳遞元件，使該差值為零。線性穩(wěn)壓器將始終降低電壓，因此輸出電壓將始終低于輸入電壓。線性穩(wěn)壓器通常更易于設(shè)計，更具成本效益，并提供低輸出噪聲。它們通常還需要添加一些外部元件，通常只是一個電容器。

線性穩(wěn)壓器使用由高增益放大器控制的有源調(diào)整器件，例如MOSFET或BJT。為了保持輸出電壓恒定，線性穩(wěn)壓器通過將內(nèi)部電壓與輸出電壓樣本進行比較來控制調(diào)整器件的電阻。糾錯反饋環(huán)路控制傳遞元件，使該差值為零。線性穩(wěn)壓器將始終降低電壓，因此輸出電壓將始終低于輸入電壓。線性穩(wěn)壓器通常更易于設(shè)計，更具成本效益，并提供低輸出噪聲。它們通常還需要添加一些外部元件，通常只是一個電容器。

開關(guān)穩(wěn)壓器

開關(guān)穩(wěn)壓器通常更復(fù)雜，但效率更高。它們需要選擇特定的外部元件值，如電感器、電容、反饋電阻或FET，并具有可調(diào)諧環(huán)路以實現(xiàn)穩(wěn)定性。開關(guān)穩(wěn)壓器可用作降壓轉(zhuǎn)換器或升壓轉(zhuǎn)換器，甚至兩者兼而有之。這些穩(wěn)壓器效率更高，可以處理更寬范圍的電流和電壓。

開關(guān)穩(wěn)壓器的類型包括降壓或升壓轉(zhuǎn)換器。降壓轉(zhuǎn)換器采用較大的輸入電壓并保持較小的穩(wěn)定輸出電壓。升壓轉(zhuǎn)換器采用較低的輸入電壓并產(chǎn)生較高的輸出電壓。降壓-升壓轉(zhuǎn)換器結(jié)合了上述兩種類型，并提供一系列輸入電壓和輸出電壓，該輸入電壓可以大于或小于輸出電壓。

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