线性稳压器和开关稳压器的比较 稳压器知识介绍

线性调节器和开关调节器有什么区别？稳压器，顾名思义，是一种稳定输出电压的装置。所有电压调节器都使用相同的技术来实现稳定的输出电压。输出电压通过分压电阻器连接到参考电压Vref，分压电阻器连接到误差放大器、反相输入端和采样，误差放大器的非反相输入端连接到参考电压Vref。误差放大器总是试图迫使两端的输入相等。线性调节器和开关调节器有什么区别？向你介绍稳压器的知识。

根据调节管的工作状态，我们通常将调节电源分为两种类型:线性调节电源和开关调节电源。此外，还有一个使用电压调节器的小电源。

LDO电压调节器

LDO是一个线性调节器。线性调节器使用在其线性区域工作的晶体管或场效应晶体管，从施加的输入电压中减去多余的电压，以产生调节的输出电压。电压降指的是输入电压和输出电压之间的微小差异，要求输出电压保持在额定值上下100毫伏范围内。输出电压为正的LDO(低压差)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传输器件)作为PNP。这种晶体管允许饱和，所以调节器可以有非常低的电压降，通常在200毫伏左右。相比之下，使用NPN复合功率晶体管的传统线性调节器具有大约2V的电压降。负输出LDO采用NPN作为其传输设备，其操作模式类似于具有正输出LDO的PNP设备。最新的发展使用CMOS功率晶体管，可以提供电压降。使用互补金属氧化物半导体，稳压器两端的电压降是由电源设备负载电流的导通电阻引起的。如果负载很小，这种方法产生的电压降只有几十毫伏。

开关式

开关调节器使用输出级重复切换“开”和“关”状态，以产生输出电压以及储能元件(电容器和电感器)。它的调节是通过根据输出电压的反馈样本调节开关定时来实现的。在恒定频率调节器中，开关定时是通过调节开关电压的脉冲宽度来调节的？这被称为脉宽调制控制。在门控振荡器或脉冲模式调节器中，开关脉冲的宽度和频率保持不变，但输出开关的“开”或“关”由反馈控制。根据开关和能量存储部件的布置，产生的输出电压可以大于或小于输入电压，并且稳压器可以用于产生多个输出电压。在大多数情况下，在相同的输入电压和输出电压要求下，脉冲(降压)开关稳压器在开关电源方面比线性稳压器更高效。

线性调节器和开关调节器的比较

线性稳压器的优点:简单的输出，低纹波电压，优良的线路和负载调节；快速响应负载和线路的变化；电磁干扰很低。

缺点:效率低；如果需要冷却设备，需要更大的空房间。

开关稳压器的优点:它可以处理更高的功率密度；高效率(降低冷却所需的源功率需求)；拓扑结果可用于提供大于或小于产生的输出电压的单个或多个输出电压。

缺点:瞬态恢复时间慢；输出纹波电压高；产生电磁干扰

开关电容转换器

典型的开关电容转换器在典型的开关序列中包括四个大的金属氧化物半导体开关，将输入电源电压加倍或减半。能量传输和存储由外部电容提供。在开关周期的部分时间内，输入电压作用于一个电容(C1)。在开关周期的第二部分，电荷从C1转移到第二电容器C2。

传统的开关电容转换器被构造为逆变器，其中C2具有连接到地的正端和传输负输出电压的负端。几个周期后，通过C2的电压将被施加到输入电压。假设C2没有负载，开关没有损耗，电容器没有连续电阻，输出电压将正好是输入电压的负值。实际上，电荷转移的效率(以及输出电压的精度)取决于开关频率、开关电阻、电容值和连续电阻。类似的拓扑吗？倍压器使用相同的开关和电容器组，但改变接地连接和输入电压。

其他更复杂的变型产品使用额外的开关和电容来实现输入电压与输出电压的其他转换比，并且在某些情况下，使用特殊的开关序列来产生分数关系(例如，3/2)。在各种简单形式中，开关电容转换器不具有稳压功能。一些新的国家半导体开关电容转换器自动调整增益水平，以产生稳定的输出；其他开关电容转换器使用内置低压差线性调节器产生无调节输出。

错误标记

它是一个开放式集电极输出。当调节输出电压比额定输出电压低5%(典型值)时，它将发送信号。最初，误差标志为低，直到输出电压达到额定输出电压的95%。在某些情况下，电源转换期间错误标记会有延迟。该延迟由外部电容设置，可用作上电复位功能，将微处理器复位至上电状态。如果显示状态为“错误”，低输出电压导致开路集电极的输出为高(标志晶体管显示为关)。当输出电压在额定电压的5%以内时，该标志的输出为低。

同步或频率调整

在开关稳压器和开关电容转换器中，内部振荡器用于设置输出晶体管的开关频率。开关频率的值可以决定转换器中使用的一些外部元件，决定转换器产生的噪声频率，并影响转换器的性能。一些转换器允许通过调整内部振荡器频率(“频率调整”)或通过使振荡器与外部电源同步(“同步”)来改变开关频率。通常，通过提高开关频率，转换器输出级可以使用更小的元件(电容、电感)。

这可能会降低转换器的效率，因为除非同时使用更高质量的元件，否则开关损耗会增加。具有良好性能的高频转换器比低频转换器具有更快的瞬态响应。如果一个板上有多个转换器，它们通常与一个公共源同步。这可以控制整个批次中产生的噪音，并将可能产生的任何“爆震频率”降至最低。对于高功率转换器(例如5W或更高)，这个问题通常很重要。在许多情况下，开关频率只能从其预设值增加。产品数据表将显示该功能的频率范围。

开/关或关机

“开/关”或“停止”功能可使调节器在通电的情况下开启或关闭。尽管调节器的电源电流降至较低水平，因为输出在“关”或“关”模式下被禁用，但内部偏置电路仍在工作。当重新使能时，调节器将以比输入电压关闭和开启快得多的速度重新稳定输出电压。如果显示在“开”状态，调节器将在逻辑高电平激活。否则，它将由逻辑低电平激活。

1.交流稳压电源的分类和特点；

能够提供稳定电压和频率的电源称为交流稳定电源。目前，国内大多数厂家的工作是交流稳压。以下是市场上一些交流稳压电源的分类特征的简要说明。

参数调整(共振)类型

这种稳压电源稳压的基本原理是LC串联谐振。早期的磁饱和稳压器属于这种类型。它的优点是结构简单，元件不多，可靠性高，稳压范围宽，抗干扰和抗过载能力强。其缺点是能耗高、噪音大、体积大、成本高。

基于磁饱和原理开发形成的参数稳压器和20世纪50年代在中国流行的“磁放大器调节电子交流稳压器”(即614型)，就是这一原理的交流稳压器。

自动耦合(可变比率)调节类型

1.机械调压式，即利用伺服电机驱动碳刷在自耦变压器绕组滑动面上移动，改变vo与Vi的比值，实现输出电压的调节和稳定。调节器的功率范围可以从几百瓦到几千瓦。其特点是结构简单，成本低，输出波形失真小。然而，由于碳刷的滑动接触容易产生电火花，碳刷会被损坏甚至烧毁而失效。电压调节速度慢。

2.改变抽头类型，将自耦变压器做成多个固定抽头，用继电器或可控硅整流器(固态继电器)作为10个开关，自动改变抽头位置，从而实现输出电压的稳定。

这种稳压器电路简单，稳压范围宽(130-280伏)，效率高(≥95%)，价格低廉。但缺点是稳压精度低(8 ~ 10%)，使用寿命短。适合家庭向空调节器供电。

大功率补偿型-净化型稳压器(包括精密型稳压器)

采用补偿环节稳定输出电压，易于实现微机控制。

其优点是抗干扰性能好，稳压精度高(≤ 1%)，响应速度快(40 ~ 60 ms)，电路简单，工作可靠。缺点是:当承载非线性负载时，如计算机和程控交换机，低频振荡；输入端电流失真大，源功率因数低。输出电压相对于输入电压有一个相移。抗干扰能力要求高的单元适合在城市中应用。当计算机供电时，必须使用约为计算机总功率2-3倍的稳压器。由于其电压稳定、抗干扰、响应速度快、价格适中等优点，得到了广泛的应用。