線性穩(wěn)壓電源工作原理分析，線性穩(wěn)壓電源電路圖詳解

線性穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)電壓的原理

如下圖所示，可變電阻RW跟負(fù)載電阻RL組成一個(gè)分壓電路，輸出電壓為：

Uo=Ui×RL/（RW+RL），因此通過(guò)調(diào)節(jié)RW的大小，即可改變輸出電壓的大小。請(qǐng)注意，在這個(gè)式子里，如果我們只看可調(diào)電阻RW的值變化，Uo的輸出并不是線性的，但如果把RW和RL一起看，則是線性的。還要注意，我們這個(gè)圖并沒(méi)有將RW的引出端畫成連到左邊，而畫在右邊。雖然這從公式上看并沒(méi)有什么區(qū)別，但畫在右邊，卻正好反映了“采樣”和“反饋”的概念----實(shí)際中的電源，絕大部分都是工作在采樣和反饋的模式下的，使用前饋方法很少，或就是用了，也只是輔助方法而已。

讓我們繼續(xù)：如果我們用一個(gè)三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管，來(lái)代替圖中的可變阻器，并通過(guò)檢測(cè)輸出電壓的大小，來(lái)控制這個(gè)“變阻器”阻值的大小，使輸出電壓保持恒定，這樣我們就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。這個(gè)三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管是用來(lái)調(diào)整電壓輸出大小的，所以叫做調(diào)整管。

像圖1所示的那樣，由于調(diào)整管串聯(lián)在電源跟負(fù)載之間，所以叫做串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。相應(yīng)的，還有并聯(lián)型穩(wěn)壓電源，就是將調(diào)整管跟負(fù)載并聯(lián)來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，典型的基準(zhǔn)穩(wěn)壓器TL431就是一種并聯(lián)型穩(wěn)壓器。所謂并聯(lián)的意思，就是象圖2中的穩(wěn)壓管那樣，通過(guò)分流來(lái)保證衰減放大管射極電壓的“穩(wěn)定”，也許這個(gè)圖并不能讓你一下子看出它是“并聯(lián)”的，但細(xì)心一看，確實(shí)如此。不過(guò)，大家在此還要注意一下：此處的穩(wěn)壓管，是利用它的非線性區(qū)工作的，因此，如果認(rèn)為它是一個(gè)電源，它也是一個(gè)非線性電源。為了便于大家理解，回頭我們找一個(gè)理適合的圖來(lái)看，直到可以簡(jiǎn)明地看懂為止。

由于調(diào)整管相當(dāng)于一個(gè)電阻，電流流過(guò)電阻時(shí)會(huì)發(fā)熱，所以工作在線性狀態(tài)下的調(diào)整管，一般會(huì)產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致效率不高。這是線性穩(wěn)壓電源的一個(gè)最主要的一個(gè)缺點(diǎn)。想要更詳細(xì)的了解線性穩(wěn)壓電源，請(qǐng)參看模擬電子線路教科書。這里我們主要是幫助大家理清這些概念以及它們之間的關(guān)系。

一般來(lái)說(shuō)，線性穩(wěn)壓電源由調(diào)整管、參考電壓、取樣電路、誤差放大電路等幾個(gè)基本部分組成。另外還可能包括一些例如保護(hù)電路，啟動(dòng)電路等部分。下圖是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的線性穩(wěn)壓電源原理圖（示意圖，省略了濾波電容等元件），取樣電阻通過(guò)取樣輸出電壓，并與參考電壓比較，比較結(jié)果由誤差放大電路放大后，控制調(diào)整管的導(dǎo)通程度，使輸出電壓保持穩(wěn)定。

常用的線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源芯片有：78XX系列（正電壓型），79XX系列（負(fù)電壓型）（實(shí)際產(chǎn)品中，XX用數(shù)字表示，XX是多少，輸出電壓就是多少。例如7805，輸出電壓為5V）;LM317（可調(diào)正電壓型），LM337（可調(diào)負(fù)電壓型）;1117（低壓差型，有多種型號(hào)，用尾數(shù)表示電壓值。如1117-3.3為3.3V，1117-ADJ為可調(diào)型）。

線性穩(wěn)壓電源電路圖（一）

典型的分離元件式線性穩(wěn)壓電源電路如圖所示。該電路的核心元器件是R2、RP、R3構(gòu)成的誤差取樣電路，R4、VZ構(gòu)成的基準(zhǔn)電壓電路以及誤差放大管VT2。

當(dāng)輸入電壓Ui升高或負(fù)載變輕，引起輸出電壓Uo升高后，該電壓通過(guò)R2、RP、R3分壓產(chǎn)生的取樣電壓升高，該電壓加到VT2的基極由于VT2的發(fā)射極電位不變，所以VT2導(dǎo)通加強(qiáng)，它的集電極電位下降，也就是使VT1的基極電位下降，致使VT1的輸出電壓下降到正常值。當(dāng)輸出電壓Uo升高時(shí)，穩(wěn)壓控制過(guò)程相反。

線性穩(wěn)壓電源電路圖（二）

集成電路式穩(wěn)壓器包括不可調(diào)和可調(diào)兩種。下面介紹可調(diào)集成電路式穩(wěn)壓器的輸出電壓手動(dòng)調(diào)整原理。典型的集成電路式線性穩(wěn)壓電源電路如圖所示。該電路的核心元器件是電位器RP、穩(wěn)壓器LM317。

調(diào)整電位器RP使LM317的ADJ端電壓升高后，LM317的輸出電壓Uo就會(huì)升高，反之相反。