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详解两种类型的电压稳压器的工作原理

2023年03月23日

电压稳压器是一种电子电路,其主要功能是将不稳定的电源电压转换为稳定的输出电压。常见的电压稳压器有线性电压稳压器和开关电压稳压器。这两种稳压器工作原理有所不同,下面分别将介绍它们的工作原理。


电压稳压器的工作原理基于负反馈电路和反馈控制的概念。其主要目的是将不稳定的输入电压(通常是交流电或直流电)转换成稳定的输出电压,以满足电路的需求。电压稳压器的工作原理可以分为线性稳压器开关稳压器两种类型。


详解两种类型的电压稳压器的工作原理


一、线性稳压器的工作原理


线性稳压器是一种基于功率调节的稳压器。它通过将输入电压通过电阻、电容、二极管等元器件进行滤波处理,然后使用一个稳压管(如晶体管、二极管、三极管等)作为控制元件,对输出电压进行调节。稳压管的导通电阻随着其控制电压的变化而变化,从而调节输出电压的大小,以保持其稳定。


在这个电路中,稳压管的输出电压被分压器分成一个参考电压Vref和一个反馈电压Vfb,其中反馈电压通过一个比例放大器被放大,然后送回到稳压管的控制端。当反馈电压的变化引起稳压管的导通电阻发生变化时,输出电压会被调整到一个新的稳定状态,反馈电压与参考电压相等。由于反馈电路的存在,稳压器能够快速响应输入电压和负载变化,从而保持输出电压稳定。


二、开关稳压器的工作原理


开关稳压器采用开关元件(如MOSFET、BJT等)控制输入电压的开关时间,将输入电压转换成脉冲信号,然后通过滤波器对脉冲信号进行滤波处理,最终得到稳定的输出电压。


开关稳压器的关键元件是开关管,它可以通过不同的控制方式(如PWM、Pulse Frequency Modulation等)实现开关,当开关管处于导通状态时,输入电压通过电感和滤波电容存储在电感中,从而使电容充电,输出电压增加;当开关管关闭时,电感中的电流会继续流动,但是会通过二极管回流到输入端,从而维持输出电压。开关稳压器的输出电压大小由开关管的周期、占空比以及电感、滤波电容等元件的参数决定。


与线性稳压器相比,开关稳压器具有更高的效率和更小的热损耗,但同时也有更复杂的设计和更高的噪声和干扰。因此,在实际应用中,需要根据具体的需求和应用场景选择合适的电压稳压器类型。

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