BOSHIDA模塊電源 電源基礎知識 電壓調節 線性(模擬)穩壓器

系統對于電源的所有要求中，電壓調節是最顯而易見，通常也是最重要的要求。電壓調整率通常定義為一個電源維持輸出電壓恒定或是保持在規定限值內的能力，這是因為當輸人電壓或是系統負載電流需求變化時，輸出電壓總會有一定的波動。
最簡單的穩壓器形式，是穩壓器位于輸人電源(電壓較高)和負載(電壓校低)中間，用來“吸收掉”輸人和輸出電壓的差。它必須要有一個足夠高的阻抗值來承受最高的輸入電壓，同時它也要有足夠低的阻抗以提供最大的負載電流。最簡單的電路實現形式即為一 個穩壓二極管電路，如圖2.1 所示。
此電路能夠調節輸出Vout,是因為穩壓二極管上的電流變化較大時，其反向擊穿電壓能夠維持相對恒定。VIN 和Vour之間的電壓差由Rs來平衡掉。在很多小功率應用場合，由于電阻和穩壓管的損耗較大，這種電路的效率并不高，同時由于穩壓二極管的參數容差，其輸出電壓精度也不甚理想。
Rs的最小值是由最低輸人電壓和最大負載電流決定的，同時Rs又必須足夠大，這樣才能夠限制流人穩壓管中的最大電流(這個最大電流發生在輸入電壓最大且負載電流最小時)。顯然，這是該電路應用的一個重要限制因素。換而言之，我們需要一個可變、受控的串聯阻抗來調節電流，并且不讓電流流入穩壓管(以減少其損耗),如圖2.2所示。
我們稱這個電路為線性穩壓器，這是因為其串聯阻抗通過增加的增益放大級來實現線性調節，可以得到任意的串聯阻抗值和輸出電壓Vout,而不需要考慮輸人電壓VIN和負載電流的大小IL。這個可變阻抗是通過半導體器件來實現的，它同樣有放大電流的作用，這樣可以簡化控制。但是應注意到，仍然需要一個固定的參考電壓，這里同樣可以用一個穩壓管來實現。但是此時，這個穩壓管位于控制電路中，其損耗變得十分微小而可以忽略不計。但是，串聯的可變電阻仍然存在損耗，其功率損耗為輸人輸出電壓之差與負載電流的乘積。

審核編輯黃宇