穩壓器，顧名思義，是一種用于調節電壓的電路。 調節電壓是平穩的電壓供應，沒有任何噪音或干擾。 穩壓器的輸出與負載電流、溫度和交流線路變化無關。 電壓調節器幾乎存在于所有電子產品或家用電器中，如電視、冰箱、計算機等，以穩定電源電壓。

基本上，穩壓器最大限度地減少電壓變化以保護設備。 在配電系統中，穩壓器要么在饋線中，要么在變電站。 該系列使用兩種類型的穩壓器，一種是步進穩壓器，其中開關調節電流電源。 另一種是感應調節器，它是一種類似于感應電動機的交替電機，作為輔助電源供電。 它最大限度地減少了電壓變化并提供穩定的輸出。

有不同類型的穩壓器，如下所述。

穩壓器電路的類型

線性穩壓器電路

串聯穩壓器

并聯穩壓器

齊納穩壓器電路

開關穩壓器電路

降壓型

升壓型

降壓/升壓型

線性穩壓器電路

這些是電子產品中最常用的穩壓器，用于保持穩定的輸出電壓。 線性穩壓器的作用類似于分壓器電路，在該穩壓器中，電阻隨負載變化而變化，并提供恒定的輸出電壓。 線性穩壓器的一些優點和缺點如下：

優勢

輸出紋波電壓低

響應速度快

噪音更小

弊

效率低

需要大空間

輸出電壓將始終小于輸入電壓

串聯穩壓器

串聯穩壓器是線性穩壓器的一部分，也稱為串聯通穩壓器。 串聯連接的可變元件，用于保持恒定的輸出電壓。 當您改變串聯元件兩端的電阻時，可以改變其兩端的壓降，以確保輸出兩端的電壓恒定。

如串聯穩壓器的電路圖所示，NPN晶體管T1是串聯元件，齊納二極管用于提供基準電壓。

當輸出電壓增加時，基極-發射極電壓降低，由于這種晶體管T1導通較少。 由于T1導通較少，因此會降低輸出電壓，從而保持輸出電壓恒定。

當輸出電壓降低時，基極-發射極電壓增加，由于該晶體管T1傳導更多。 隨著T1的傳導更多，它會增加輸出電壓，從而保持輸出電壓恒定。

輸出電壓定義為：

VO = VZ - VBE

其中，VO為輸出電壓 VZ為齊納擊穿電壓 VBE為基極-發射極電壓

并聯穩壓器

未調節電壓與串聯電阻兩端的壓降成正比，該壓降取決于負載消耗的電流。 如果負載的電流消耗增加，基極電流也會減少，因此集電極電流將流過集電極發射極端子，因此通過負載的電流將增加，反之亦然。

并聯穩壓器的調節輸出電壓定義為：

VOUT = VZ + VBE

齊納穩壓器

齊納穩壓器更便宜，僅適用于低功率電路。 它可用于調節期間浪費的功率量不是主要問題的應用。

一個電阻器與齊納二極管串聯，以限制流過二極管的電流量，輸入電壓Vin（必須大于齊納電壓）連接，如圖所示，輸出電壓Vout以Vout = Vz（齊納電壓）穿過齊納二極管。 眾所周知，當施加的電壓高于齊納的擊穿電壓時，齊納二極管開始反向導通。 因此，當它開始導通時，它會在其兩端保持相同的電壓并回流多余的電流，從而提供穩定的輸出電壓。

開關穩壓器

開關穩壓器有三種類型：

降壓或降壓開關穩壓器

升壓或升壓開關穩壓器

降壓/升壓開關穩壓器

降壓或降壓開關穩壓器

降壓穩壓器用于降低輸出端的電壓，我們甚至可以使用分壓器電路來降低輸出電壓，但分壓器電路的效率較低，因為電阻器將能量耗散為熱量。 我們在電路中使用電容器，二極管，電感器和開關。 降壓開關穩壓器的電路圖如下：

當開關進入ON狀態時，二極管保持反向偏置，電源連接到電感器。 當開關斷開時，電感的極性反轉，二極管正向偏置并將電感接地。 然后通過電感器的電流隨斜率減小：

d IL/dt = （0-VOUT）/L

電容器用于防止負載兩端的電壓降至零。 如果我們繼續打開和關閉開關，負載兩端的平均電壓將小于提供的輸入電壓。 您可以通過改變開關器件的占空比來控制輸出電壓。

輸出電壓 =（輸入電壓）*（開關開啟的時間百分比）

升壓或升壓開關穩壓器

升壓穩壓器用于對負載兩端的電壓進行升壓。 升壓穩壓器的電路圖如下：

當開關閉合時，二極管表現為反向偏置，電感兩端的電流不斷增加。 現在，當開關打開時，電感器將產生一個力，導致電流繼續流動，電容器開始充電。 通過連續打開和關閉開關，我們將在負載處接收高于輸入電壓的電壓。 我們可以通過控制開關的導通（Ton）時間來控制輸出電壓。

輸出電壓 = 輸入電壓 / 開關斷開的時間百分比

降壓-升壓開關穩壓器

降壓-升壓開關穩壓器是降壓穩壓器和升壓穩壓器的組合，它提供的反相輸出可以大于或小于提供的輸入電壓。

當開關導通時，二極管表現為反向偏置，電感器存儲能量，當開關關斷時，電感器開始釋放具有反極性的能量，從而為電容器充電。 當電感中存儲的能量變為零時，電容器開始以反極性放電到負載中。 由于這種降壓-升壓穩壓器也稱為反相穩壓器。

輸出電壓定義為

Vout = 葡萄酒 （D/1-D）

其中，D 是占空比

因此，如果占空比較低，則穩壓器表現為降壓穩壓器，當占空比高時，穩壓器表現為升壓穩壓器。

穩壓器電路實例

正線性穩壓器電路

我們使用7805 IC設計了一個正線性穩壓器電路。 該 IC 具有提供 5V 穩壓電源的所有電路。 輸入電壓應至少大于額定值的 2v，例如對于 LM7805，我們至少應提供 7v。

未穩壓的輸入電壓提供給IC，我們在輸出端獲得穩壓。 IC的名稱定義了其功能，78表示正號，05表示調節輸出電壓的值。 如電路圖所示，我們為7805IC提供9V電壓，并在輸出端穩壓+5V。 電容器 C1 和 C2 用于過濾。

齊納穩壓器電路

在這里，我們設計了一個使用5.1V齊納二極管的齊納穩壓器。 齊納二極管用作傳感元件。 當電源電壓超過其擊穿電壓時，其開始反向導通，并在其兩端保持相同的電壓并回流額外的電流，從而提供穩定的輸出電壓。 在該電路中，我們提供9V的輸入電壓，并獲得近5.1的穩壓輸出電壓。

穩壓器是如何工作的？

穩壓器是這樣一種電路：無論輸入電壓或負載條件如何變化，它都能產生并保持固定的輸出電壓。

穩壓器（VR）將來自電源的電壓保持在其他電氣組件相容的范圍之內。 它最常用于DC / DC電源轉換，但有些也可用于AC / AC或AC / DC電源轉換。 本文將重點介紹DC / DC穩壓器

審核編輯：湯梓紅