采用下圖來說明線性穩壓電源調節電壓的工作原理,如圖所示可變電阻RW跟負載電阻RL組成一個(ge) 分壓電路,輸出電壓為(wei) :
Uo=Ui×RL/(RW+RL),通過調節RW的大小,即可改變輸出電壓的大小。注意,在這個(ge) 公式中,如果隻看可調電阻RW的值變化,Uo的輸出並不是線性的,但如果把RW和RL一起看,則是線性的。另外還需要注意,這個(ge) 圖並沒有將RW的引出端畫成連到左邊,而畫在右邊。雖然從(cong) 公式上看沒有什麽(me) 區別,但畫在右邊,卻正好反映了“采樣”和“反饋”的概念—實際中的電源,絕大部分都是工作在采樣和反饋的模式下的,使用前饋方法很少,或就是用了,也隻是輔助方法。
如果用一個(ge) 三極管或者場效應管來代替圖中的可變阻器,並通過檢測輸出電壓的大小,來控製這個(ge) “變阻器”阻值的大小,使輸出電壓保持恒定,這樣我們(men) 就實現了穩壓的目的。這個(ge) 三極管或者場效應管是用來調整電壓輸出大小的,所以叫做調整管。
如圖1所示,由於(yu) 調整管串聯在電源跟負載之間,所以稱做串聯型穩壓電源,另外還有並聯型穩壓電源,就是將調整管跟負載並聯來調節輸出電壓,典型的基準穩壓器TL431就是一種並聯型穩壓器。所謂並聯的意思,就是如圖2中的穩壓管一樣,通過分流來保證衰減放大管射極電壓的“穩定”,或許這個(ge) 圖並不能讓你一下就能看出是“並聯”的,但細心一看,確實如此。注意:此處的穩壓管是利用它的非線性區工作的,如果認為(wei) 它是一個(ge) 電源,它也是一個(ge) 非線性電源。
由於(yu) 調整管相當於(yu) 一個(ge) 電阻,電流流過電阻時會(hui) 發熱,工作在線性狀態下的調整管,一般會(hui) 產(chan) 生大量的熱,從(cong) 而導致效率不高,這是線性穩壓電源的一大缺點。
一般來說,線性穩壓電源由調整管、參考電壓、取樣電路、誤差放大電路等幾個(ge) 基本部分組成。另外還包括一些例如保護電路,啟動電路等部分。
下圖是一個(ge) 簡單的線性穩壓電源原理圖(示意圖,已省略濾波電容等元件),取樣電阻通過取樣輸出電壓,與(yu) 參考電壓比較,比較結果由誤差放大電路放大後,控製調整管的導通程度,使輸出電壓保持穩定。
常用的線性串聯型穩壓電源芯片有:78XX係列(正電壓型),79XX係列(負電壓型)(實際產(chan) 品中,XX用數字表示,XX是多少,輸出電壓就是多少。例如7805,輸出電壓為(wei) 5V);LM317(可調正電壓型),LM337(可調負電壓型);1117(低壓差型,有多種型號,用尾數表示電壓值。如1117-3.3為(wei) 3.3V,1117-ADJ為(wei) 可調型)。