穩(wěn)壓器的工作原理

穩(wěn)壓器產(chǎn)生一個(gè)預(yù)設(shè)幅度的固定輸出電壓，無(wú)論其輸入電壓或負(fù)載條件如何變化，該電壓都保持恒定。有兩種類型的電壓調(diào)節(jié)器：線性和開關(guān)。

線性穩(wěn)壓器采用由高增益差分放大器控制的有源（BJT或MOSFET）傳輸器件（串聯(lián)或并聯(lián)）。它將輸出電壓與精確的參考電壓進(jìn)行比較，并調(diào)整通過(guò)器件以保持恒定的輸出電壓。

開關(guān)穩(wěn)壓器將直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為施加到功率MOSFET或BJT開關(guān)的開關(guān)電壓。濾波后的電源開關(guān)輸出電壓被反饋到控制電源開關(guān)時(shí)間的電路，這樣無(wú)論輸入電壓或負(fù)載電流如何變化，輸出電壓都保持恒定。

一、穩(wěn)壓器有哪些開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)洌?/strong>

常見(jiàn)的拓?fù)溆腥N：buck（降壓）、boost（升壓）和buck-boost（升壓/降壓）。其他拓?fù)浒ǚ醇ぁEPIC、Cuk、推挽、正激、全橋和半橋拓?fù)洹?/p>

二、開關(guān)頻率如何影響穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)：

更高的開關(guān)頻率意味著穩(wěn)壓器可以使用更小的電感器和電容器。這也意味著電路中更高的開關(guān)損耗和更大的噪聲。

三、開關(guān)穩(wěn)壓器會(huì)產(chǎn)生哪些損耗：

損耗是由于開啟和關(guān)閉MOSFET所需的功率造成的，這與MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)器相關(guān)。此外，MOSFET功率損耗的發(fā)生是因?yàn)閺膶?dǎo)通狀態(tài)切換到非導(dǎo)通狀態(tài)需要有限的時(shí)間。損耗也歸因于在閾值電壓和柵極電壓之間對(duì)MOSFET柵極的電容進(jìn)行充電和放電所需的能量。

四、線性和開關(guān)穩(wěn)壓器的常見(jiàn)應(yīng)用：

對(duì)于給定的輸入和輸出電壓，線性穩(wěn)壓器的功耗與其輸出電流成正比，因此典型效率可以為50%甚至更低。使用最佳組件，開關(guān)穩(wěn)壓器可以實(shí)現(xiàn)90%范圍內(nèi)的效率。然而，線性穩(wěn)壓器的噪聲輸出遠(yuǎn)低于具有相同輸出電壓和電流要求的開關(guān)穩(wěn)壓器。通常，開關(guān)穩(wěn)壓器可以驅(qū)動(dòng)比線性穩(wěn)壓器更高的電流負(fù)載。

五、開關(guān)穩(wěn)壓器如何控制其輸出：

開關(guān)穩(wěn)壓器需要一種方法來(lái)改變其輸出電壓以響應(yīng)輸入和輸出電壓的變化。一種方法是使用PWM來(lái)控制相關(guān)電源開關(guān)的輸入，從而控制其開啟和關(guān)閉時(shí)間（占空比）。在操作中，穩(wěn)壓器的濾波輸出電壓被反饋到PWM控制器以控制占空比。如果濾波后的輸出趨于變化，則應(yīng)用于PWM控制器的反饋會(huì)改變占空比以保持恒定的輸出電壓。