01關鍵要點

學習基礎知識和三種類型的電壓調節（穩壓）

電源傳輸系統中的電壓調節（穩壓）行為

關于電壓調節（穩壓）技術的討論，包括線性和開關穩壓器

諸如此類的電源，具有內置穩壓器，能夠在一定范圍的輸入電壓為連接的負載提供穩定的電壓

電壓調節（穩壓）是電子和電力工程中非常重要的課題。確保組件發送端和接收端之間的電壓幅度保持恒定，這對于保持我們的設備按預期運行至關重要。電壓調節（穩壓）是為不同的負載提供近乎恒定電壓的概念。這可以指無源特性，例如輸電或配電線路上的壓降，或通過電壓調節（穩壓）電路的主動干預。我們將仔細研究輸電線路上的電壓調節（穩壓），并討論不同的有源電壓調節（穩壓）方法。

量化電壓調節（穩壓）

系統電壓調節（穩壓）能力的質量可以通過三個不同的參數來定義：

線路調節是指系統保持恒定輸出電壓的能力，而與輸送到調節器的輸入電壓無關。下面的等式是輸出的變化與輸入的相應變化的比率。

負載調節是指系統無論負載大小都能保持恒定輸出電壓的能力。電壓負載調節百分比定義為空載和滿載電路之間的差值與滿載電路的差值之比。

溫度依賴性是指系統在不考慮溫度變化的情況下保持恒定輸出電壓的能力，溫度變化可能發生在產生大量熱量的設備（如晶體管）上。

電源傳輸線路中的穩壓

實際的電源傳輸線是非零電阻和非零電抗的。因此，當加載時，電源線會充當分壓器，導致電源線路上出現一些很小（不為零）的壓降。當加載到電路的最大負載時，線路上將有最大電流，引起電源線路上的最大壓降——這是滿載條件。空載電壓是在開路配置中用傳輸線的接收端測量的。

更高質量和更可靠的電源連線更接近具有小電阻或零電阻、電容和電感的理想傳輸線。根據傳輸線的特性，信號在通過傳輸線時可能會發生相移或幅度減小。

穩壓器電路

穩壓器電路旨在保持固定輸出電壓，而不受輸入電壓或負載條件變化的影響。通常，穩壓器連接到輸出電壓可能發生變化的電源。更敏感的元件（如微處理器、數字元件或其他負載）連接到穩壓器的輸出端，并可依靠它提供固定電壓。

穩壓器最常用于DC-DC轉換，但有些也能夠進行AC到AC轉換或AC-DC轉換。穩壓器拓撲的兩種主要類型是線性和開關。

線性穩壓器的運行效率通常較低，多余的輸入功率會轉化為熱量。

開關穩壓器以更高的效率運行，但需要更復雜的組件。

線性穩壓器

線性穩壓器使用由高增益放大器控制的有源調整器件，例如MOSFET或BJT。為了保持輸出電壓恒定，線性穩壓器通過將內部電壓與輸出電壓樣本進行比較來控制調整器件的電阻。修正反饋環路控制傳遞元件，使該差值為零。線性穩壓器將始終降低電壓，因此輸出電壓將始終低于輸入電壓。線性穩壓器通常更易于設計，更具成本效益，并提供低輸出噪聲。它們通常還需要添加一些外部元件，通常只是一個電容器。

線性穩壓器使用由高增益放大器控制的有源調整器件，例如MOSFET或BJT。為了保持輸出電壓恒定，線性穩壓器通過將內部電壓與輸出電壓樣本進行比較來控制調整器件的電阻。糾錯反饋環路控制傳遞元件，使該差值為零。線性穩壓器將始終降低電壓，因此輸出電壓將始終低于輸入電壓。線性穩壓器通常更易于設計，更具成本效益，并提供低輸出噪聲。它們通常還需要添加一些外部元件，通常只是一個電容器。

開關穩壓器

開關穩壓器通常更復雜，但效率更高。它們需要選擇特定的外部元件值，如電感器、電容、反饋電阻或FET，并具有可調諧環路以實現穩定性。開關穩壓器可用作降壓轉換器或升壓轉換器，甚至兩者兼而有之。這些穩壓器效率更高，可以處理更寬范圍的電流和電壓。

開關穩壓器的類型包括降壓或升壓轉換器。降壓轉換器采用較大的輸入電壓并保持較小的穩定輸出電壓。升壓轉換器采用較低的輸入電壓并產生較高的輸出電壓。降壓-升壓轉換器結合了上述兩種類型，并提供一系列輸入電壓和輸出電壓，該輸入電壓可以大于或小于輸出電壓。

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