根據調整管的工作狀態(tài)，我們常把穩(wěn)壓電源分成兩類：線性穩(wěn)壓電源和開關穩(wěn)壓電源。

線性穩(wěn)壓電源，是指調整管工作在線性狀態(tài)下的穩(wěn)壓電源。而在開關電源中則不一樣，開關管(在開關電源中，我們一般把調整管叫做開關管)是工作在開、關兩種狀態(tài)下的：開——電阻很小;關——電阻很大。

開關電源是一種比較新型的電源。它具有效率高，重量輕，可升、降壓，輸出功率大等優(yōu)點。但是由于電路工作在開關狀態(tài)，所以噪聲比較大。?通過下圖，我們來簡單的說說降壓型開關電源的工作原理。如圖所示，電路由開關K(實際電路中為三極管或者場效應管)，續(xù)流二極管D，儲能電感L，濾波電容C等構成。當開關閉合時，電源通過開關K、電感L給負載供電，并將部分電能儲存在電感L以及電容C中。由于電感L的自感，在開關接通后，電流增大得比較緩慢，即輸出不能立刻達到電源電壓值。一定時間后，開關斷開，由于電感L的自感作用(可以比較形象的認為電感中的電流有慣性作用)，將保持電路中的電流不變，即從左往右繼續(xù)流。這電流流過負載，從地線返回，流到續(xù)流二極管D的正極，經過二極管D，返回電感L的左端，從而形成了一個回路。通過控制開關閉合跟斷開的時間(即PWM——脈沖寬度調制)，就可以控制輸出電壓。如果通過檢測輸出電壓來控制開、關的時間，以保持輸出電壓不變，這就實現了穩(wěn)壓的目的。

在開關閉合期間，電感存儲能量;在開關斷開期間，電感釋放能量，所以電感L叫做儲能電感。二極管D在開關斷開期間，負責給電感L提供電流通路，所以二極管D叫做續(xù)流二極管。

在實際的開關電源中，開關K由三極管或場效應管代替。當開關斷開時，電流很小;當開關閉合時，電壓很小，所以發(fā)熱功率U×I就會很小。這就是開關電源效率高的原因。

什么是線性電源?

線性電源(Linearpowersupply)是先將交流電經過變壓器降低電壓幅值，再經過整流電路整流后，得到脈沖直流電，后經濾波得到帶有微小波紋電壓的直流電壓。

基本工作原理

線性電源主回路的工作過程是輸入電源先經預穩(wěn)壓電路進行初步交流穩(wěn)壓后，通過主工作變壓器隔離整流變換成直流電源，再經過控制電路和單片微處理控制器的智能控制下對線性調整元件進行精細調節(jié)，使之輸出高精度的直流電壓源。

線性穩(wěn)壓電源的優(yōu)點是輸出電壓質量高、紋波小、不需要使用電感元件。

線性穩(wěn)壓電源經過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓實現電源穩(wěn)壓。

優(yōu)點：穩(wěn)定性好，瞬態(tài)響應速度快，可靠性高，輸出電壓精度高，輸出紋波電壓精度小。

缺點：變換效率較低，尤其是在輸入輸出電壓差較大的情況下。如果輸出電流也較大，會有明顯的發(fā)熱發(fā)燙現象，甚至可能燒壞穩(wěn)壓器。

線性穩(wěn)壓電源構成：

低壓差線性穩(wěn)壓器的主要參數

輸出電壓

低壓差線性穩(wěn)壓器有固定輸出電壓和可調輸出電壓兩種類型。

固定輸出電壓穩(wěn)壓器：輸出電壓是經過廠家精密調整的，穩(wěn)壓器精度很高。

可調輸出電壓：根據穩(wěn)壓器ADJ引腳兩端的電阻來調節(jié)輸出電壓。

最大輸出電流

輸出電流越大的穩(wěn)壓器成本越高。為了降低成本。

輸入輸出電壓差

在保證輸出電壓穩(wěn)定的條件下，該電壓壓差越低，線性穩(wěn)壓器的性能就越好。比如，5.0V的低壓差線性穩(wěn)壓器，只要輸入5.5V電壓，就能使輸出電壓穩(wěn)定在5.0V。

接地電流

串聯調整管輸出電流為零時，輸入電源提供的穩(wěn)壓器工作電流。該電流有時也稱為靜態(tài)電流，負載調整率

線性穩(wěn)壓器負載調整率越小，說明LDO抑制負載干擾的能力越強。

電源抑制比

線性穩(wěn)壓器輸入源往往許多干擾信號存在。PSRR反映了線性穩(wěn)壓器對于這些干擾信號的抑制能力。

線性穩(wěn)壓電源設計注意：

散熱：

由于線性穩(wěn)壓器的特性決定，壓差部分的功耗是要通過芯片本身的散熱釋放出去的。如果壓差和電流較大，那么器件上消耗的功耗就會比較大，散熱問題就必須考慮。如果在PCB設計的時候沒有留下足夠的散熱空間，那么隨著系統(tǒng)的運行，線性穩(wěn)壓器芯片就會越來越燙。在持續(xù)高溫的環(huán)境下運行會嚴重影響系統(tǒng)壽命。

解決方法：

在電路設計時計算線性穩(wěn)壓器上消耗的功率，消耗功率大時增加散熱片，通過在穩(wěn)壓器下面放置過孔，區(qū)域覆銅連接地。

壓差：

線性穩(wěn)壓器可以穩(wěn)定的壓差有限制，在選擇線性穩(wěn)壓器時應查閱手冊，看選擇的線性穩(wěn)壓器是否可以滿足降壓需求。

旁路電容的選擇：

線性穩(wěn)壓器的外圍電路就是幾顆旁路電容。這幾顆電容的選擇也要參考器件的數據手冊，一般情況在輸入輸出端接10uf和100nf的電容。旁路掉高頻信號以及干擾。在原理圖設計的時候，100nf的電容要盡量靠近線性穩(wěn)壓器。用來消除線性穩(wěn)壓器產生的噪聲。

開關電源

開關電源通過控制調整管的通斷時間實現穩(wěn)壓。

優(yōu)點：體積小，重量輕，功耗小，穩(wěn)壓范圍寬，效率在80%~90%。

缺點：輸出紋波電壓較高，噪聲較大，電壓調整率等性能也較差，特別是對模擬電路供電時，將產生較大的影響。

使用：在開關性穩(wěn)壓器輸出端接入低壓差線性穩(wěn)壓器，就可以實現有源濾波，而且也可大大提高輸出電壓的穩(wěn)壓精度，同時電源系統(tǒng)的效率也不會明顯降低。

開關電源構成：

Ui為整流濾波后的直流電壓、Uo為轉換后的直流輸出電壓、DC-DC轉換器用于功率轉換。

開關電源的分類：

無論哪種開關電源，調整管總是工作在開關狀態(tài)，驅動調整管的電壓可以是方波脈寬調制電壓，也可以是正弦波的諧振電壓。

根據驅動電壓可以分為自激式和他激式。

自激式：利用調整管，開關變壓器輔助繞組構成正反饋，實現自激振蕩，實現穩(wěn)壓。

他激式：使用專設振蕩器產生脈沖控制調整管。

根據轉換器電路結構方式分為非隔離型和隔離型。

非隔離型：輸入和輸出共地，適合低壓直流轉換的場合，包括降壓式，升壓式，升降壓式。

隔離式：輸入輸出進行隔離。包括反激式，正激式，推挽式，半橋式，全橋式。

根據開關管的脈沖調制方式分為脈寬調制型，頻率調制型，混合調制型。

脈寬調制型：通過改變開關管的導通時間來控制占空比，從而調節(jié)和穩(wěn)定輸出電壓。

頻率調制型：開關管的導通時間不變，通過改變開關管的脈沖頻率來調節(jié)和穩(wěn)定輸出電壓。

混合調制型：開關管的導通時間和脈沖頻率都改變，沒而來調節(jié)和穩(wěn)定輸出電壓。

線性穩(wěn)壓電源和開關電源各自有缺點。

A、線性直流穩(wěn)壓電源

該類電源優(yōu)點是穩(wěn)定性高，紋波小，可靠性高，易做成多路，輸出連續(xù)可調的成品。缺點是體積大、較笨重、效率相對較低。這類穩(wěn)定電源又有很多種，從輸出性質可分為穩(wěn)壓電源和穩(wěn)流電源及集穩(wěn)壓、穩(wěn)流于一身的穩(wěn)壓穩(wěn)流(雙穩(wěn))電源。從輸出值來看可分定點輸出電源、波段開關調整式和電位器連續(xù)可調式幾種。從輸出指示上可分指針指示型和數字顯示式型等等。

B、非線性直流穩(wěn)壓電源(開關電源)

開關型穩(wěn)壓電源是和線性電源相對而說的，開關電源的優(yōu)點在于效率高、輸出電壓可以比輸入電壓高，也可以比輸入電壓低。缺點在于輸出紋波比線性電源差很多，精度也遠遠達不到線性電源的精度。
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