穩壓器的分類_穩壓器的工作原理

穩壓器，又名自動電壓調節器，它屬于一款電力輔助設備，是一款可以將波動且不穩定的電壓轉換為恒定的電壓供負載設備工作運行。穩壓器可以將波動的電壓輸出為預設的固定輸出電壓，無論其輸入電壓或負載條件如何變化，該電壓都保持恒定。穩壓器隨著用電設備的變化以及技術的不斷更新和應用場景不同的變化，穩壓器有也不同的分類，目前常見的穩壓器有兩種類型：線性和開關。

一、穩壓器的分類：

1．線性穩壓器：線性穩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（串聯或并聯）。它將輸出電壓與精確的參考電壓進行比較，并調整通過器件以保持恒定的輸出電壓。

2．開關穩壓器：開關穩壓器將直流輸入電壓轉換為施加到功率 MOSFET 或 BJT 開關的開關電壓。濾波后的電源開關輸出電壓被反饋到控制電源開關時間的電路，這樣無論輸入電壓或負載電流如何變化，輸出電壓都保持恒定。

二、穩壓器的工作原理：

1．開關穩壓器拓撲結構：

常見的拓撲有三種：buck（降壓）、boost（升壓）和buck-boost（升壓/降壓）。其他拓撲包括反激、SEPIC、Cuk、推挽、正激、全橋和半橋拓撲。

2．影響開關頻率穩壓器的設計：

更高的開關頻率意味著穩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損耗和更大的噪聲。

3．開關穩壓器的損耗影響：

MOSFET 的開啟和關閉所需的功率會導致損耗，這與 MOSFET 的柵極驅動器相關。此外，MOSFET 功率損耗的發生是因為從導通狀態切換到非導通狀態需要有限的時間。損耗也歸因于在閾值電壓和柵極電壓之間對 MOSFET 柵極電容進行充電和放電所需的能量。

4．線性和開關穩壓器的常見應用：

對于給定的輸入和輸出電壓，線性穩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，開關穩壓器可以實現 90% 范圍內的效率。然而，線性穩壓器的噪聲輸出遠低于具有相同輸出電壓和電流要求的開關穩壓器。通常，開關穩壓器可以驅動比線性穩壓器更高的電流負載。

5．開關穩壓器如何控制其輸出：

開關穩壓器需要一種方法來改變其輸出電壓以響應輸入和輸出電壓的變化。一種方法是使用 PWM 來控制相關電源開關的輸入，從而控制其開啟和關閉時間（占空比）。在操作中，穩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，則應用于 PWM 控制器的反饋會改變占空比以保持恒定的輸出電壓。

6．對IC設計規范對穩壓器：

基本參數包括輸入電壓、輸出電壓和輸出電流。根據應用，其他參數可能很重要，例如輸出紋波電壓、負載瞬態響應、輸出噪聲和效率。線性穩壓器的重要參數是壓差電壓、PSRR（電源抑制比）和輸出噪聲。穩壓器的工作原理

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