线性稳压器和开关稳压器的比较 稳压器知识介绍

　　根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。此外，还有一种使用稳压管的小电源。

　　LDO(低压降)稳压器

　　LDO 是一种线性稳压器，(VoltageRegulators/Stabilizers)。线性稳压器，使用在其线性区域内运行的晶体管或FET，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。所谓压降电压，是指稳压器，将输出电压维持在其额定值上下100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的小值。正输出电压的LDO(低压降)稳压器，通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器，可以有一个非常低的压降电压，通常为200mV左右;与之相比，使用NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器，的压降为2V 左右。负输出LDO 使用NPN 作为它的传递设备，其运行模式与正输出LDO 的PNP设备类似。更新的发展使用CMOS 功率晶体管，它能够提供的压降电压。使用CMOS，通过稳压器，的电压压降是电源设备负载电流的ON 电阻造成的。如果负载较小，这种方式产生的压降只有几十毫伏。

　　开关稳压器

　　开关稳压器，使用输出级，重复切换“开”和“关”状态，与能量存贮部件(电容器和感应器)一起产生输出电压。它的调整是通过根据输出电压的反馈样本来调整切换定时来实现的。在固定频率的稳压器，中，通过调节开关电压的脉冲宽度来调节切换定时? 这就是所谓的PWM 控制。在门控振荡器或脉冲模式稳压器中，开关脉冲的宽度和频率保持恒定，但是，输出开关的“开”或“关”由反馈控制。根据开关和能量存贮部件的排列，产生的输出电压可以大于或小于输入电压，并且可以用一个稳压器产生多个输出电压。在大多数情况下，在同样的输入电压和输出电压要求下，脉冲(降压)开关稳压器比线性稳压器转换电源的效率更高。

　　线性稳压器与开关稳压器的比较

　　线性电压稳压器的优点： 简单输出纹波电压低出色的line 和负载稳压;对负载和line 的变化响应迅速;电磁干扰(EMI) 低。

　　缺点：效率低 ;如果需要冷却设备，则要求较大的空间

　　开关电压稳压器的优点：能够处理较高的电源密度; 效率高(降低了冷却所需的源电源需求);拓扑学结果可用于传递单个或多个输出电压，大于或小于生成的输出电压。

　　缺点：瞬时恢复时间较慢 ;输出纹波电压高;产生电磁干扰(EMI)

　　开关电容式转换器

　　一个典型的开关电容式转换器包括四个大型MOS 开关，其开关顺序为典型的开关、加倍或减半输入电源电压。能量的传递与存贮由外部电容器提供。在开关周期的部分，输入电压作用于一个电容器(C1)。在开关周期的第二部分，电荷从C1 传送到第二个电容器C2 上。

　　传统的开关电容式转换器的构造是一个反用换流器，其中C2 具有一个接地正端，其负端传递负输出电压。经过几个周期之后，通过C2 的电压将被施加到输入电压。假设C2 上没有负载、开关上没有损耗并且在电容器中没有连续的电阻，则输出电压将正好是输入电压的负数。在现实中，电荷传送的效率(以及由此导致的输出电压的精确性)取决于开关频率、开关的电阻、电容器的值和连续电阻。一种类似的拓扑结构?倍压器使用相同的开关和电容器组，但更改了接地连接和输入电压。

　　其它更复杂的变种产品使用附加开关和电容器实现输入电压与输出电压的其它变换比率，并且在一些情况下，使用专门的开关次序来产生分数关系(例如3/2)。在各种简单的形式中，开关电容式转换器是不具备稳压功能的。一些新的National半导体开关电容式转换器具有自动调节的增益级别以产生经过稳压的输出;其它开关电容式转换器使用一个内置的低压降线性稳压器产生未经过稳压的输出。

　　错误标记

　　是一个集电极开路输出，当经过稳压的输出电压低于额定输出电压5%(典型的)时，它会发出一个信号。开始时，错误标记为低，直到输出电压达到额定输出电压的95% 为止。在一些情况下，电源转换中出现的错误标记会有延迟。这个延迟是由外部电容器设置的，并可用作开机重置功能将微处理器重新设置为加电。如果显示状态“错误”，输出电压为低情况使得集电极开路的输出为高(标记晶体管显示OFF)。当输出电压在额定电压上下5% 范围以内时，此标记输出为低。

　　同步或频率调整

　　在开关稳压器和开关电容式转换器中，使用一个内部振荡器来设置输出晶体管的开关频率。该开关频率的值可以确定转换器中使用的某些外部组件，确定转换器产生的噪音的频率，并影响转换器的性能。某些转换器允许通过调整内部震荡器频率(“频率调整”)或通过同步振荡器与外部电源(“同步”)来更改开关频率。一般来说，通过提高开关频率，可以在转换器输出级中使用较小的部件(电容器，感应器)。

　　这可能降低转换器的效率，因为增加了开关损耗，除非同时使用更高质量的部件。性能良好的更高频率的转换器将比频率较低的转换器具有更快的瞬时响应。如果一个板上有几个转换器，则通常将它们同步到一个公共源。这可以控制整个批量产生的噪音，并尽量减小可能产生的任何“敲击频率”。这个问题对于高功率转换器(例如5W 或更高功率)通常很重要。在许多情况下，开关频率只能从其预设值增加。产品数据表将标出该功能的频率范围。

　　开/关或停机

　　“开/关”或“停机”功能使稳压器能够在带电的情况下打开或关闭。尽管在“关闭”或“停机”模式下，稳压器的供给电流因为输出被禁用而降至一个较低的级别，但是内部偏置电路仍处于运行状态。当重新启用之后，稳压器，将以比输入电压关闭又打开的情况下快得多的速度重新对输出电压进行稳压。如果显示在”开”的状态，则稳压器将被逻辑高电平启动。否则，将被逻辑低电平启动。

　　1、交流稳压电源的分类及其特点：

　　能够提供一个稳定电压和频率的电源称交流稳定电源。目前国内多数厂家所做的工作是交流电压稳定。下面结合市场有的交流稳压电源简述其分类特点。

　　参数调整(谐振)型

　　这类稳压电源，稳压的基本原理是LC串联谐振,早期出现的磁饱和型稳压器就属于这一类.它的优点是结构简单,无众多的元器件,可靠性相当高稳压范围相当宽,抗干扰和抗过载能力强.缺点是能耗大、噪声大、笨重且造价高。

　　在磁饱和原理的基础上的发育进形成的参数稳压器和我国50年代已流行的“磁放大器调整型电子交流稳压器”(即614型)均属此类原理的交流稳压器。

　　自耦(变比)调整型

　　1、机械调压型，即以伺服电机带动炭刷在自耦变压器的的绕组滑动面上移动，改变Vo对Vi的比值，以实现输出电压的调整和稳定。该种稳压器可以从几百瓦到几千瓦。它的特点是结构简单，造价低，输出波形失真小;但由于炭刷滑动接点易产生电火花，造成电刷损坏以至烧毁而失效;且电压调整速度慢。

　　2、改变抽头型，将自耦变压器做成多个固定抽头，通过继电器或可控硅(固态继电器)做为开关器10件，自动改变抽头位置，从而实现输出电压的稳定。

　　该种型稳压器优点是电路简单，稳压范围宽(130V-280V)，效率高(≥95%)，价格低。而缺点是稳压精度低(±8～10%)工作寿命短，它适用于家庭给空调器供电。

　　大功率补偿型——净化型稳压器(含精密型稳压器)

　　它用补偿环节实现输出电压的稳定，易实现微机控制。

　　它的优点是抗干扰性能好，稳压精度高(≤±1%)、响应快(40～60ms)、电路简单、工作可靠。缺点是：带计算机，程控交换机等非线性负载时有低频振荡现象;输入侧电流失真度大，源功率因数较低;输出电压对输入电压有相移。对抗干扰功能要求较高的单位，在城市里应用为宜，计算机供电时，必须选用计算机总功率的2-3倍左右稳压器来使用。因具有稳压、抗干扰，响应速度快、价格适中等优点，所以应用广泛。