穩(wěn)壓器是一種電路，無(wú)論輸入電壓和負(fù)載條件如何變化，它都能產(chǎn)生并保持固定的輸出電壓，從而使電源保持在與其他組件兼容的范圍內(nèi)。

電壓調(diào)節(jié)器是具有前饋的設(shè)計(jì)，使得使用負(fù)反饋控制環(huán)的一個(gè)非常簡(jiǎn)單的設(shè)備。當(dāng)需要穩(wěn)定可靠的電壓時(shí)，穩(wěn)壓器是首選設(shè)備。它用于生成一個(gè)固定的輸出電壓，盡管輸入電壓和負(fù)載條件都發(fā)生了變化，但該電壓仍保持不變。通過(guò)這樣做，它可以保護(hù)其他組件免受電壓尖峰可能造成的損壞。

電壓調(diào)節(jié)器有兩種主要類型：線性和開關(guān)，每種都有自己的子類型，用于各種應(yīng)用。

一、線性穩(wěn)壓器

有兩種類型的線性穩(wěn)壓器：串聯(lián)和并聯(lián)。線性穩(wěn)壓器充當(dāng)分壓器。穩(wěn)壓器的電阻隨著負(fù)載的變化而變化，從而產(chǎn)生恒定的輸出電壓。

線性穩(wěn)壓器使用有源通路器件，例如由高增益運(yùn)算放大器控制的MOSFET或 BJT 。為了保持恒定的輸出電壓，線性穩(wěn)壓器通過(guò)將內(nèi)部電壓與采樣輸出電壓進(jìn)行比較，然后將誤差驅(qū)動(dòng)為零來(lái)調(diào)整傳輸器件電阻。

雖然線性穩(wěn)壓器對(duì)負(fù)載或線路變化具有快速響應(yīng)時(shí)間、低電磁干擾、低噪聲和低輸出紋波電壓，但它們的效率相對(duì)較低，占用大量空間，并且需要使用散熱器. 此外，輸入端以上的電壓不能增加。

為了工作，線性穩(wěn)壓器只需要一個(gè)輸入和輸出電容器。這使得它們簡(jiǎn)單、可靠且非常適合設(shè)計(jì)工程師使用。

線性穩(wěn)壓器通常用于對(duì)成本和噪聲敏感、低電流或受空間限制的應(yīng)用中。示例包括無(wú)法容納大包裝的消費(fèi)電子產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

二、開關(guān)穩(wěn)壓器

相比之下，開關(guān)穩(wěn)壓器通常更復(fù)雜，需要選擇外部組件值、調(diào)整控制回路以及更仔細(xì)的設(shè)計(jì)和電路布局。

開關(guān)穩(wěn)壓器可以是降壓轉(zhuǎn)換器和升壓轉(zhuǎn)換器，也可以是兩者的組合。這使得它們比線性穩(wěn)壓器更加通用，并且使它們固有地適用于更廣泛的應(yīng)用。

開關(guān)穩(wěn)壓器效率高，提供更好的熱性能，并且可以支持更高的電流。根據(jù)應(yīng)用要求，開關(guān)穩(wěn)壓器可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 95% 的效率水平。然而，與線性穩(wěn)壓器不同的是，開關(guān)穩(wěn)壓器可能需要額外的外部元件，例如電感器或反饋電阻器，這使得它們從設(shè)計(jì)角度來(lái)看更具挑戰(zhàn)性，并且集成成本通常更高。

開關(guān)穩(wěn)壓器通常用于效率和性能驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用中。示例包括工業(yè)、企業(yè)和汽車應(yīng)用。

三、穩(wěn)壓器限制

線性穩(wěn)壓器的最大缺點(diǎn)之一是，由于某些應(yīng)用中的大量功耗，它們可能效率低下。線性穩(wěn)壓器的壓降與電阻器兩端的壓降相當(dāng)，因此它們更適合具有較低 VIN/VOUT 差分的應(yīng)用。

在考慮線性穩(wěn)壓器時(shí)，設(shè)計(jì)工程師預(yù)測(cè)功耗以避免過(guò)熱和組件損壞的情況非常重要。同樣重要的是要記住，線性穩(wěn)壓器只能進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換。

雖然開關(guān)穩(wěn)壓器效率很高，但這使得它們的成本效益不如線性穩(wěn)壓器。這是因?yàn)樗鼈兏?、更?fù)雜，并且如果使用錯(cuò)誤的外部組件會(huì)產(chǎn)生更多噪音，這本身會(huì)導(dǎo)致使用更多的物料。噪聲是任何給定應(yīng)用的重要考慮因素，因?yàn)檫@會(huì)對(duì)電路操作和性能產(chǎn)生負(fù)面影響。

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