什么是穩壓電路？

穩壓電路是一種電源電路，其功能在于即使面臨輸入電網電壓的波動或負載發生改變，仍能保持輸出電壓基本不變。穩壓電路有多種分類方式，根據輸出電流的類型，可分為直流穩壓電路和交流穩壓電路；按照穩壓電路與負載的連接方式，可以分為串聯穩壓電路和并聯穩壓電路。

穩壓器是實現這一功能的關鍵技術組件，它是一種用于調節電壓的電路設備。其主要特點是提供平滑的電壓供應，沒有任何噪音或干擾。此外，穩壓器的輸出電壓不會受負載電流、溫度以及交流線路變化的影響。

幾乎所有的電子產品或家用電器中都有穩壓器的應用，例如電視、冰箱、電腦等，它們都需要穩定的電源電壓來保證正常工作。穩壓器的主要作用是盡可能減少電壓的變化，從而保護設備免受損害。

穩壓電路

這里有 一個穩壓電路的典型示例 ：如果你的設備需要5V，但你只有一個9V的電池。穩壓器可以將9V作為輸入并產生穩定的5V輸出，你就可以使用該輸出為設備供電。

穩壓電路的典型示例

穩壓電路的工作原理

穩壓電路主要分為三大類：

1、線性穩壓電路

線性穩壓電路是一種用于調節電壓的電路，其工作原理是利用三極管的伏安特性曲線來保持輸出電壓恒定，使輸出電壓不受負載電流、溫度和交流線路變化的影響。線性穩壓電源通常工作在線性狀態下，可以通過調節可變電阻來改變輸出電壓。

線性穩壓器（LDO）是一種特殊的線性穩壓電路，主要用于低壓應用。與傳統的線性穩壓器相比，LDO需要的輸入電壓比輸出電壓僅高出約200mV，這使得LDO在低壓應用中具有優勢。

然而，盡管線性穩壓器看起來簡單，但其性能可能與通常的理解相差甚遠。例如，在啟動、接近最小壓差時的靜態電流、負載瞬態響應、PSRR和噪聲以及輸入保護等方面都需要考慮。因此，在選擇和使用線性穩壓器時，需要充分理解其工作原理和應用范圍。

2、齊納穩壓電路

齊納穩壓電路是一種利用穩壓二極管（也稱為齊納二極管）的特性來提供穩定的電壓的電路。齊納二極管是一種半導體器件，其工作原理是利用PN結的反向擊穿狀態，在電流可以在很大范圍內變化的情況下，電壓能保持基本不變。

齊納二極管的特點是，在臨界反向擊穿電壓前，它都具有很高的電阻。但是，一旦達到這個臨界擊穿點，反向電阻就會急劇降低到一個很小的數值。在這個低阻區中，電流增加而電壓則保持恒定。因此，齊納二極管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。此外，齊納二極管還可以串聯起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯可以獲得更高的穩定電壓。

齊納穩壓電路的主要組成部分就是穩壓二極管和限流電阻。限流電阻R的選擇需要根據負載電流來確定，以保證電路的安全和穩定運行。齊納穩壓電路因其穩定性高、反應速度快以及體積小等優點，廣泛應用于各種電子設備中。

如下圖所示跨接在輸出電壓 Vout 上，跨過齊納二極管，Vout = Vz（齊納電壓）。正如我們所知，當施加的電壓高于齊納二極管的擊穿電壓時，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額外的電流，從而提供穩定的輸出電壓。

齊納穩壓電路

3、開關線性穩壓電路

開關線性穩壓電路是一種電源電路，它結合了開關電源和線性電源的優點。這種電路的主要組成部分包括控制電路、功率管、變壓器以及濾波電路等。

與線性穩壓器相比，開關線性穩壓電路的特點是功率管不是工作在線性區，而是飽和及截止區，即工作在開關狀態；此外，開關型直流穩壓電源也因此而得名。開關穩壓電源將來自市電整流濾波不穩定的直流電壓變換成交變的電壓，然后又將交變電壓轉換成各種數值穩定的直流電壓輸出，因此開關穩壓電源又稱為 DC/DC變換器。

此外，從控制原理上看，開關電源可分為脈沖寬度調制，脈沖頻率調制，脈沖密度調制和混合式調制，比較常用的是前兩者。以降壓轉換器為例，其設計需考慮高效率、緊密的PCB空間、準確的輸出電壓調節、快速瞬態響應和低解決方案成本等因素。在日常維護中，需要經常觀察冷卻風扇和傳動機構是否運行正常，查看輸入電壓和負載是否超過額定范圍，發現異常應及時處理。