BOSHIDA模塊電源 電源基礎(chǔ)知識 電壓調(diào)節(jié) 線性(模擬)穩(wěn)壓器

系統(tǒng)對于電源的所有要求中，電壓調(diào)節(jié)是最顯而易見，通常也是最重要的要求。電壓調(diào)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(guī)定限值內(nèi)的能力，這是因?yàn)楫?dāng)輸人電壓或是系統(tǒng)負(fù)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(wěn)壓器形式，是穩(wěn)壓器位于輸人電源(電壓較高)和負(fù)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(fù)載電流。最簡單的電路實(shí)現(xiàn)形式即為一 個穩(wěn)壓二極管電路，如圖2.1 所示。
此電路能夠調(diào)節(jié)輸出Vout,是因?yàn)榉€(wěn)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(yīng)用場合，由于電阻和穩(wěn)壓管的損耗較大，這種電路的效率并不高，同時由于穩(wěn)壓二極管的參數(shù)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(fù)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(wěn)壓管中的最大電流(這個最大電流發(fā)生在輸入電壓最大且負(fù)載電流最小時)。顯然，這是該電路應(yīng)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(lián)阻抗來調(diào)節(jié)電流，并且不讓電流流入穩(wěn)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(wěn)壓器，這是因?yàn)槠浯?lián)阻抗通過增加的增益放大級來實(shí)現(xiàn)線性調(diào)節(jié)，可以得到任意的串聯(lián)阻抗值和輸出電壓Vout,而不需要考慮輸人電壓VIN和負(fù)載電流的大小IL。這個可變阻抗是通過半導(dǎo)體器件來實(shí)現(xiàn)的，它同樣有放大電流的作用，這樣可以簡化控制。但是應(yīng)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(wěn)壓管來實(shí)現(xiàn)。但是此時，這個穩(wěn)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(jì)。但是，串聯(lián)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(fù)載電流的乘積。

審核編輯黃宇