線性穩壓電源的工作原理是怎麽(me) 樣的
本文來源:ECCN中電網
如下圖所示,可變電阻RW跟負載電阻RL組成一個(ge) 分壓電路,輸出電壓為(wei) :Uo=Ui×RL/(RW+RL),因此通過調節RW的大小,即可改變輸出電壓的大小。請注意,在這個(ge) 式子裏,如果我們(men) 隻看可調電阻RW的值變化,Uo的輸出並不是線性的,但如果把RW和RL一起看,則是線性的。還要注意,我們(men) 這個(ge) 圖並沒有將RW的引出端畫成連到左邊,而畫在右邊。雖然這從(cong) 公式上看並沒有什麽(me) 區別,但畫在右邊,卻正好反映了“采樣”和“反饋”的概念----實際中的電源,絕大部分都是工作在采樣和反饋的模式下的,使用前饋方法很少,或就是用了,也隻是輔助方法而已。
讓我們(men) 繼續:如果我們(men) 用一個(ge) 三極管或者場效應管,來代替圖中的可變阻器,並通過檢測輸出電壓的大小,來控製這個(ge) “變阻器”阻值的大小,使輸出電壓保持恒定,這樣我們(men) 就實現了穩壓的目的。這個(ge) 三極管或者場效應管是用來調整電壓輸出大小的,所以叫做調整管。
像圖1所示的那樣,由於(yu) 調整管串聯在電源跟負載之間,所以叫做串聯型穩壓電源。相應的,還有並聯型穩壓電源,就是將調整管跟負載並聯來調節輸出電壓,典型的基準穩壓器TL431就是一種並聯型穩壓器。所謂並聯的意思,就是象圖2中的穩壓管那樣,通過分流來保證衰減放大管射極電壓的“穩定”,也許這個(ge) 圖並不能讓你一下子看出它是“並聯”的,但細心一看,確實如此。不過,大家在此還要注意一下:此處的穩壓管,是利用它的非線性區工作的,因此,如果認為(wei) 它是一個(ge) 電源,它也是一個(ge) 非線性電源。為(wei) 了便於(yu) 大家理解,回頭我們(men) 找一個(ge) 理適合的圖來看,直到可以簡明地看懂為(wei) 止。
由於(yu) 調整管相當於(yu) 一個(ge) 電阻,電流流過電阻時會(hui) 發熱,所以工作在線性狀態下的調整管,一般會(hui) 產(chan) 生大量的熱,導致效率不高。這是線性穩壓電源的一個(ge) 最主要的一個(ge) 缺點。想要更詳細的了解線性穩壓電源,請參看模擬電子線路教科書(shu) 。這裏我們(men) 主要是幫助大家理清這些概念以及它們(men) 之間的關(guan) 係。
圖1
一般來說,線性穩壓電源由調整管、參考電壓、取樣電路、誤差放大電路等幾個(ge) 基本部分組成。另外還可能包括一些例如保護電路,啟動電路等部分。下圖是一個(ge) 比較簡單的線性穩壓電源原理圖(示意圖,省略了濾波電容等元件),取樣電阻通過取樣輸出電壓,並與(yu) 參考電壓比較,比較結果由誤差放大電路放大後,控製調整管的導通程度,使輸出電壓保持穩定。
圖2
常用的線性串聯型穩壓電源芯片有:78XX係列(正電壓型),79XX係列(負電壓型)(實際產(chan) 品中,XX用數字表示,XX是多少,輸出電壓就是多少。例如7805,輸出電壓為(wei) 5V);LM317(可調正電壓型),LM337(可調負電壓型);1117(低壓差型,有多種型號,用尾數表示電壓值。如1117-3.3為(wei) 3.3V,1117-ADJ為(wei) 可調型)。
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