电源基础知识：电压调节 线性(模拟)稳压器

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系统对于电源的所有要求中，电压调节是最显而易见，通常也是最重要的要求。电压调整率通常定义为一个电源维持输出电压恒定或是保持在规定限值内的能力，这是因为当输人电压或是系统负载电流需求变化时，输出电压总会有一定的波动。
最简单的稳压器形式，是稳压器位于输人电源(电压较高)和负载(电压校低)中间，用来“吸收掉”输人和输出电压的差。它必须要有一个足够高的阻抗值来承受最高的输入电压，同时它也要有足够低的阻抗以提供最大的负载电流。最简单的电路实现形式即为一 个稳压二极管电路，如图2.1 所示。
此电路能够调节输出Vout,是因为稳压二极管上的电流变化较大时，其反向击穿电压能够维持相对恒定。VIN 和Vour之间的电压差由Rs来平衡掉。在很多小功率应用场合，由于电阻和稳压管的损耗较大，这种电路的效率并不高，同时由于稳压二极管的参数容差，其输出电压精度也不甚理想。
Rs的最小值是由最低输人电压和最大负载电流决定的，同时Rs又必须足够大，这样才能够限制流人稳压管中的最大电流(这个最大电流发生在输入电压最大且负载电流最小时)。显然，这是该电路应用的一个重要限制因素。换而言之，我们需要一个可变、受控的串联阻抗来调节电流，并且不让电流流入稳压管(以减少其损耗),如图2.2所示。
我们称这个电路为线性稳压器，这是因为其串联阻抗通过增加的增益放大级来实现线性调节，可以得到任意的串联阻抗值和输出电压Vout,而不需要考虑输人电压VIN和负载电流的大小IL。这个可变阻抗是通过半导体器件来实现的，它同样有放大电流的作用，这样可以简化控制。但是应注意到，仍然需要一个固定的参考电压，这里同样可以用一个稳压管来实现。但是此时，这个稳压管位于控制电路中，其损耗变得十分微小而可以忽略不计。但是，串联的可变电阻仍然存在损耗，其功率损耗为输人输出电压之差与负载电流的乘积。

审核编辑黄宇