在電源中,穩壓器起著關鍵作用。所以在討論穩壓器之前,我們必須知道電源在設計系統時的作用是什么?例如,在智能手機、手表、計算機或筆記本電腦等任何工作系統中,電源是系統工作的重要組成部分,因為它為系統的內部組件提供一致、可靠和持續的供電。在電子設備中,電源提供穩定且經過調節的電源以使電路正常工作。電源有兩種類型,一種是從電源插座獲取的交流電源,另一種是從電池獲取的直流電源。因此,本文討論了不同類型的電壓調節器及其工作的概述。
一、什么是穩壓器:
電壓調節器用于調節電壓電平。當需要穩定、可靠的電壓時,穩壓器是首選設備。它生成一個固定的輸出電壓,該電壓在輸入電壓或負載條件的任何變化下保持恒定。它充當保護組件免受損壞的緩沖器。穩壓器是一種具有簡單前饋設計的設備,它使用負反饋控制回路。
二、穩壓器的分類:
穩壓器主要有兩類:線性穩壓器和開關穩壓器;這些用于更廣泛的應用。線性穩壓器是最簡單的穩壓器類型。它有兩種類型,結構緊湊,用于低功率、低壓系統。讓我們討論不同類型的電壓調節器。
三、穩壓器中使用的主要元件:
1.反饋電路
2.穩定的參考電壓
3.通過元件控制電路
使用上述三個組件,電壓調節過程非常容易。穩壓器的第一個組件(如反饋電路)用于檢測直流電壓輸出內的變化。基于參考電壓和反饋,可以生成控制信號并驅動調壓電路,以補償變化。
這里,傳輸元件是一種類似于 BJT 晶體管、PN 結二極管或 MOSFET的固態半導體器件。現在,直流輸出電壓可以保持大致穩定。
四、穩壓器的工作:
即使在輸入電壓或負載條件發生變化時,電壓調節器電路也用于產生和保持永久輸出電壓。電壓調節器從電源獲得電壓,并且可以將其保持在與其余電氣元件非常適合的范圍內。最常見的是,這些穩壓器用于轉換 DC/DC 電源、AC/AC 或 AC/DC。
五、穩壓器的種類及其工作原理:
這些調節器可以通過集成電路或分立元件電路來實現。穩壓器分為兩種類型,即線性穩壓器和開關穩壓器。這些穩壓器主要用于調節系統的電壓,但是線性穩壓器的工作效率低,而開關穩壓器的工作效率高。在具有高效率的開關穩壓器中,大部分 i/p 功率可以無耗散地傳輸到 o/p。
六、穩壓器的類型:
穩壓器的在穩壓原理上,基本上分為有兩種類型:線性穩壓器和開關穩壓器。
1.線性穩壓器有兩種類型:串聯和并聯。
2.開關穩壓器分為三種類型:升壓型、降壓型和逆變器穩壓器。
七、線性穩壓器:
線性穩壓器用作分壓器。在歐姆區域,它使用 FET。穩壓器的電阻隨負載而變化,從而產生恒定的輸出電壓。線性穩壓器是用于調節電源的原始類型的穩壓器。在這種穩壓器中,有源傳輸元件(如MOSFET或 BJT)的可變電導率負責改變輸出電壓。
一旦負載連接,任何輸入的變化,否則負載將導致整個晶體管的電流差異,以保持輸出恒定。為了改變晶體管的電流,它應該工作在一個活躍的歐姆區域。
在整個過程中,這種穩壓器會消耗大量功率,因為晶體管內的凈電壓會下降,從而像熱量一樣消散。一般來說,這些監管機構分為不同的類別。
1.線性穩壓器的優點:線性穩壓器的優點包括以下幾點。
a.提供低輸出紋波電壓;
b.快速響應負載或線路變化;
c.低電磁干擾,低噪音。
2.線性穩壓器的缺點:線性穩壓器的缺點包括以下幾點。
a.效率很低;
b.需要大空間 - 需要散熱器;
d.不能增加高于輸入的電壓。
八、串聯穩壓器:
串聯穩壓器使用與負載串聯放置的可變元件。通過改變該串聯元件的電阻,可以改變其兩端的電壓降。并且,負載兩端的電壓保持恒定。
消耗的電流量被負載有效使用;這是串聯穩壓器的主要優點。即使負載不需要任何電流,串聯穩壓器也不會汲取全部電流。因此,串聯穩壓器比并聯穩壓器效率高得多。
九、并聯穩壓器:
分流穩壓器的工作原理是通過可變電阻提供從電源電壓到地的路徑。通過并聯穩壓器的電流已從負載轉移并無用地流向地面,這使得這種形式的效率通常低于串聯穩壓器。然而,它更簡單,有時僅由一個電壓參考二極管組成,并且用于非常低功率的電路,其中浪費的電流太小而無需擔心。這種形式在電壓基準電路中很常見。并聯穩壓器通常只能吸收(吸收)電流。
并聯穩壓器的應用
1.低輸出電壓開關電源;
2.電流源和灌電流電路;
3.誤差放大器;
4.可調電壓或電流線性和開關電源;
5.電壓監測;
6.需要精密基準的模擬和數字電路;
7.精密限流器。
十、開關穩壓器:
開關穩壓器可快速打開和關閉串聯器件。開關的占空比決定了轉移到負載的電荷量。這是由類似于線性調節器的反饋機制控制的。開關穩壓器是高效的,因為串聯元件要么完全導通,要么關閉,因為它幾乎不消耗功率。與線性穩壓器不同,開關穩壓器能夠產生高于輸入電壓或極性相反的輸出電壓。
開關穩壓器快速打開和關閉以改變輸出。它需要一個控制振蕩器并為存儲組件充電。
在脈沖速率調制的開關穩壓器中,PRM 施加的恒定占空比和噪聲頻譜會發生變化;過濾掉這種噪音更加困難。
具有脈沖寬度調制、恒定頻率、可變占空比的開關穩壓器高效且易于濾除噪聲。
在開關穩壓器中,通過電感器的連續模式電流永遠不會降至零。它允許最高的輸出功率。它提供了更好的性能。
在開關穩壓器中,通過電感器的不連續模式電流降至零。當輸出電流較低時,它會提供更好的性能。
開關電源的主要優點是效率、尺寸和重量。它也是一種更復雜的設計,能夠處理更高的電源效率。開關電壓調節器可以提供大于或小于輸入電壓或使輸入電壓反相的輸出。
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