什么是穩壓器？

穩壓器是一種能夠自動調整輸出電壓的供電電路或供電設備。其作用是將波動較大和達不到電器設備要求的電源電壓穩定在設定值范圍內，使各種電路或電器設備能在額定工作電壓下正常工作。

穩壓器由調壓電路、控制電路及伺服電機等組成。當輸入電壓或負載變化時，控制電路進行取樣、比較、放大，然后驅動伺服電機轉動，使調壓器碳刷的位置改變，通過自動調整線圈匝數比，從而保持輸出電壓的穩定。

此外，穩壓器的作用還包括：

1. 保護本機各項功能的精準度：采用CPU監控，保護本機各項功能的精準度。用戶可按現場電壓波動范圍、負載特性而調整穩壓速率（反應時間），以邏輯脈沖電路控制方式達到最佳穩壓效果。
2. 寬泛的穩壓范圍：智能穩壓器實際輸入額定電壓值的±15%（323V~~437V）。
3. 高的穩壓精度：穩壓后電壓輸出誤差值小于±1%。
4. 快速的響應時間：電壓穩壓之速度小于100ms，調節速度≥25V/S。
5. 強大的過載能力：可容許150%以上瞬間超載，且不造成大的電壓降。
6. 優質的調節變壓器：智能穩壓器采用H級優質材料，精湛的工藝，確保產品品質，使用壽命超過十萬小時。
7. 三相分調：在電壓不平衡且諧波條件下，三相電壓獨立調節維持負載三相電壓平衡，相位角不平衡達30%時可修正平衡至2%以內。

總的來說，穩壓器是一種非常重要的電力設備，廣泛應用于工礦企業、油田、鐵路、建筑工地、學校、醫院、郵電、賓館、科研等部門的電子計算機、精密機床、計算機斷層掃描攝影等需要電源穩定電壓的場所。

下面小編分享一些典型穩壓器電路圖，以及簡單分析它們的工作原理。

典型穩壓器電路圖分享

1、適用于USB供電設備的降壓電荷泵穩壓器電路圖

這是用于 USB 供電設備的降壓電荷泵穩壓器電路。該電路的關鍵設計參數是電路面積。為了解決這個問題我們可以采用電荷泵降壓電路。該電路僅需要電荷泵控制器和四個陶瓷電容器。由于陶瓷電容器的成本較低，因此它是一種低成本電路。

兩個飛跨電容器通過控制器使用的內部 FET 以各種并聯或串聯配置連接。他們會將能量轉儲到輸出中。內部 FET 根據負載和輸入電壓自動配置。當負載大于150mA時，控制器將充當LDO并停止使用電容器。該電路的最大限制為0.25A，因此該電路僅用于低功率應用。對于輕負載（1mA 至 50mA），該電路的效率為 80-90%。當工作在LDO模式時，它會下降到65%。

2、LM317低成本3A開關穩壓器電路圖

此處原理圖中所示的開關穩壓器電路可以是滿足高效率要求的電子電路設計的低成本解決方案。與其他使用專用集成電路（IC）的開關穩壓器電路不同，該電路使用標準線性穩壓器LM317 IC。

LM317穩壓IC提供穩定的內部電壓基準，并提供調整方法。這種寬范圍的輸出電壓調節使其適合實驗室應用中的通用電源。

C1 和 C4 最好使用低等效串聯電阻 (ESR) 的優質電容器，因此您可以為它們使用鉭電容器。可以使用標準電解電容器，但至少使用 10 倍高值進行補償，C4 為 1000uf，C1 為 470uF。 C1 和 C4 使用額定值為 50V 的電容器。

3、5V FET穩壓器電路圖

使用 FET 和兩個附加晶體管（級聯以提高增益），可以形成 5V FET 穩壓器。附加的 Tr2 和 Tr3 晶體管將改善輸出電流處理能力并降低輸出阻抗。對于高達 60 mA 的負載電流變化，輸出電壓僅偏差 0.1V，這是由負載電阻變化通過 R2 和 R1 影響 FET 柵源電壓引起的。

調節原理（工作原理）可以用簡單的方式解釋：最初，R2 上沒有電流，因此柵源電壓為零，因此 FET 將導通。一旦 FET 導通，R2 上就會產生電壓，這會導致柵源電壓變為負值。隨著電壓增加，該負電壓變得更加負，直到柵源電壓達到 FET 的截止電平。

此時，R2 兩端的電壓穩定，因為增加更多電流將使 FET 降低其電導率，而減少電流將使柵極電壓上升（更正）并增加 FET 的電導率。 Tr2和Tr3晶體管所做的無非就是增強FET的動作，每當FET試圖傳導更多電流時，R3 上的電壓將增加，并使晶體管向輸出提供額外的電流。

可以微調 R1 以調整輸出電壓。基本原理是，FET 將保持 R2 兩端的電壓等于 FET 的截止電平，并且幾乎所有流經 R2 的電流都將流經 R1，因為流向 FET 柵極的電流可以忽略不計。

我們可以看到，輸出電壓是 R1 兩端的電壓和 R2 兩端的電壓之和，因此輸出電壓為：我們可以看到，輸出電壓是 R1 兩端的電壓和 R2 兩端的電壓之和，因此輸出電壓為：我們可以看到，輸出電壓是 R1 兩端的電壓和 R2 兩端的電壓之和，因此輸出電壓為：

Vout=電流*(R1+R2)；

Vout=[(Vcut-off)/R1]*(R1+R2)；

假設如果 FET 的截止電壓為 -2V，那么我們必須將 R1 調整為 1.5k 以獲得 5V 輸出。

4、帶運算放大器和晶體管的穩壓器電路圖

通過反饋，我們可以做得更好并實現近乎完美的電壓源。我們可以從下面的電路中看到這個原理。在輸出或電壓基準上使用分壓器，將輸出電壓與精確的電壓源（例如 2.5V LM336）進行比較，以獲得所需的電壓，并且差值驅動運算放大器，運算放大器通過控制通晶體管。

該電路具有電流限制功能，可防止輸出短路。當電流檢測 33 歐姆電阻兩端的電壓上升到足以導通 Q2（約 0.7 V）時，Q2 從運算放大器輸出汲取額外電流。運算放大器試圖維持輸出電壓，但最終會飽和，然后輸出電壓會下降。發生這種情況時，1K 電阻器用于幫助放大器飽和（無論如何它都會飽和，因為輸出只能提供約 20 mA 的電流，但電阻器的作用更溫和）。實際上，所有先進的電壓調節器都包括電流限制以及其他針對不幸事件的保護功能。

5、1.5V微功耗CMOS穩壓器電路圖

LP3992 是微功耗 CMOS 穩壓器，輸入范圍為 1.9 至 5.2V，可產生 1.5V 輸出。該穩壓器適合需要電池供電、低靜態電流、低噪聲和便攜式的精確輸出電壓的應用。該穩壓器的精度為 1.5 ± 0.009V，該器件的輸出電流為 30mA。 LP3992 還配備熱和短路關斷保護。當發生短路或過熱時，該調節器將關閉。

LP3992 采用 SOT23-5 封裝，可使用小至 1.0uF 的陶瓷電容器保持穩定。該器件可以使用關斷引腳處的邏輯信號來關斷。它可以在 -40°C 至 +125°C 的溫度范圍內正常運行。