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可調(diào)直流穩(wěn)壓電源工作原理
閱讀：2988 發(fā)布時間：2022-5-5什么是可調(diào)直流穩(wěn)壓電源？可調(diào)直流穩(wěn)壓電源原理是什么,？根據(jù)調(diào)整管的工作狀態(tài),，我們常把穩(wěn)壓電源分成兩類：線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源,。此外，還有一種使用穩(wěn)壓管的小電源,。這里說的線性穩(wěn)壓電源,，是指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下的直流穩(wěn)壓電源。調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下,，可這么來理解：RW(見下面的分析)是連續(xù)可變的,，亦即是線性的。而在開關(guān)電源中則不一樣,，開關(guān)管(在開關(guān)電源中,，我們一般把調(diào)整管叫做開關(guān)管)是工作在開、關(guān)兩種狀態(tài)下的：開——電阻很??；關(guān)——電阻很大。工作在開關(guān)狀態(tài)下的管子顯然不是線性狀態(tài),。
線性穩(wěn)壓電源是比較早使用的一類直流穩(wěn)壓電源,。線性穩(wěn)壓直流電源的特點(diǎn)是：輸出電壓比輸入電壓低；反應(yīng)速度快,，輸出紋波較?。还ぷ鳟a(chǎn)生的噪聲低,；效率較低(現(xiàn)在經(jīng)?？吹?LDO 就是為了解決效率問題而出現(xiàn)的)；發(fā)熱量大(尤其是大功率電源),，間接地給系統(tǒng)增加熱噪聲,。
工作原理：我們先用下圖來說明線性穩(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 組成一個分壓電路,，
輸出電壓為：Uo=Ui×RL/(RW+RL)，
因此通過調(diào)節(jié) RW 的大小,，即可改變輸出電壓的大小,。請注意，在這個式子里,，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，我們這個圖并沒有將 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)：如果我們用一個三極管或者場效應(yīng)管,，來代替圖中的可變阻器,，并通過檢測輸出電壓的大小，來控制這個“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。這個三極管或者場效應(yīng)管是用來調(diào)整電壓輸出大小的,，所以叫做調(diào)整管,。
圖1
圖2
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,，就是像圖 2 中的穩(wěn)壓管那樣,，通過分流來保證衰減放大管射極電壓的“穩(wěn)定"，也許這個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,，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)為它是一個電源,，它也是一個非線性電源。為了便于大家理解,，回頭我們找一個理適合的圖來看,，直到可以簡明地看懂為止。
由于調(diào)整管相當(dāng)于一個電阻,，電流流過電阻時會發(fā)熱,，所以工作在線性狀態(tài)下的調(diào)整管,，一般會產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致效率不高,。這是線性穩(wěn)壓電源的一個最主要的一個缺點(diǎn),。想要更詳細(xì)的了解線性穩(wěn)壓電源，請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,。
一般來說，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基本部分組成,。另外還可能包括一些例如保護(hù)電路,，啟動電路等部分。下圖是一個比較簡單的線性穩(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,。