穩壓器的核心原理是通過負反饋控制回路自動調整其內部元件的工作狀態，以抵消輸入電壓變化和負載電流變化的影響，從而在輸出端維持一個穩定且恒定的直流電壓。
以下是不同類型穩壓器（主要是線性穩壓器和開關穩壓器）共有的基本工作原理步驟，以及它們的關鍵差異：
-
核心要素 - 負反饋控制回路：
- 基準電壓源 (
Vref)： 這是穩壓器內部的一個非常穩定和精確的電壓參考點。它通常由帶隙基準等電路產生，基本不受溫度、輸入電壓變化的影響。 - 輸出電壓采樣： 通過一個電阻分壓網絡（
R1, R2），將穩壓器的實際輸出電壓 (Vout) 按比例分壓 (Vsample = Vout * R2 / (R1 + R2)）。 - 誤差檢測/比較（誤差放大器）： 將采樣到的反饋電壓 (
Vsample) 與內部的基準電壓 (Vref) 進行比較。誤差放大器計算兩者之間的差值（稱為誤差電壓Verror），并將其放大：Verror = (Vref - Vsample) * G，其中G是放大器增益。 - 調整元件： 這是執行機構，其電阻（或等效阻抗）能被控制信號改變。通常是一個功率晶體管（BJT 或 MOSFET）。
- 線性穩壓器： 調整元件（常稱為“傳遞晶體管”或“調整管”）工作在線性放大區（介于飽和導通和完全關斷之間），像一個可變電阻。流過它的電流就是輸出負載電流。
- 開關穩壓器： 調整元件（常稱為“開關管”或“功率開關”）工作在開關狀態（要么完全導通，要么完全關斷），像一個高速開關。
- 控制驅動： 誤差放大器輸出的誤差電壓 (
Verror) 被用來驅動調整元件。- 線性穩壓器：
Verror直接控制調整管的基極（或柵極）電流/電壓，改變其導通程度（等效電阻大小）。 - 開關穩壓器：
Verror通常輸入到一個脈寬調制器。PWM 比較器產生一個占空比 (D) 與Verror成比例的方波信號（開關頻率很高，如幾十KHz到MHz）。這個方波驅動開關管，使其高速通斷。
- 線性穩壓器：
- 基準電壓源 (
-
負反饋機制（自動調節過程）：
- 理想狀態：
Vsample = Vref->Verror = 0-> 驅動信號保持不變 ->Vout維持穩定。 - 假設輸出電壓 (
Vout) 試圖下降 (例如負載電流變大)：- 采樣電壓降低 (
Vsample↓)： 因為Vsample ∝ Vout。 - 誤差增大 (
Verror↑)： 因為Vref不變，Vsample↓導致(Vref - Vsample)↑，放大后Verror↑。 - 驅動調整元件：
- 線性穩壓器：
Verror↑使得調整管“開得更大”（等效電阻減小），從而讓更多的電流從輸入端流向輸出端，補償因負載電流增大引起的壓降，使Vout↑回到設定值。 - 開關穩壓器：
Verror↑使得 PWM 輸出方波的占空比D增加（即開關管在通斷周期內導通的時間比例變長）。
- 線性穩壓器：
- 能量傳遞（開關穩壓器特有）： 開關管導通時，電流通路建立，能量從輸入端通過電感和電容向負載傳遞（也儲存在電感中）。開關管關斷時，電感釋放儲存的能量（續流二極管/同步MOS管導通形成回路）繼續向負載供電。
- 輸出電壓回升 (
Vout↑)：- 線性穩壓器： 調整管電阻減小直接補償了壓降。
- 開關穩壓器： 占空比
D↑意味著在周期內輸入能量傳遞到輸出的比例增加（平均輸出電壓Vout ≈ D * Vin）。同時，LC 濾波器對開關脈沖進行濾波，輸出平滑直流。能量傳遞增加使得Vout↑。
- 采樣電壓降低 (
- 同理： 如果
Vout試圖上升（例如負載電流變小或輸入電壓升高），反饋回路會使調整管“開得更小”（線性）或減小占空比（開關），從而降低輸出來維持穩定。 - 輸入電壓變化同樣控制： 如果輸入電壓
Vin↑或Vin↓，上述反饋回路同樣能感知到Vout的微小變化趨勢并進行反向調節，使Vout保持恒定。
- 理想狀態：
總結關鍵點：
- 目標一致： 保持輸出電壓
Vout恒定，不受Vin和Iload波動影響。 - 核心機制一致： 基于基準
Vref的負反饋閉環控制回路是所有穩壓器的靈魂。 - 主要差異：
- 調整元件工作狀態： 線性穩壓器工作在線性放大區（可變電阻）；開關穩壓器工作在開關狀態（高速開關）。
- 能量傳遞方式：
- 線性穩壓器通過調整管上的壓降 (
Vin - Vout) 來耗散掉多余的電壓實現穩壓（效率較低，尤其Vin - Vout大時）。 - 開關穩壓器通過控制開關管的通斷時間比例（占空比）和LC元件（電感和電容）來儲存、傳輸和濾波能量。它在導通時幾乎不耗能，關斷時也不耗能（除開關損耗），理論上效率可以很高（>90%）。
- 線性穩壓器通過調整管上的壓降 (
- 元件構成： 開關穩壓器需要額外的功率開關管、快速二極管（或同步MOS管）、電感和輸出電容。線性穩壓器結構更簡單，通常只需要調整管、誤差放大器、基準和采樣電阻（以及輸入輸出電容）。
- 效率與散熱： 線性穩壓器效率不高 (
η ≈ Vout / Vin)，多余能量以熱形式耗散掉，適用于小電流或壓差小的場合；開關穩壓器效率高，適用于寬輸入范圍、大電流、高功率場景，但設計更復雜，電磁干擾(EMI)更大。 - 輸出紋波： 線性穩壓器輸出紋波極小（等于輸入紋波除以PSRR）；開關穩壓器輸出紋波較大（取決于開關頻率和LC濾波器）。
因此，無論哪種拓撲，穩壓器之所以能“穩壓”，其根本在于那個精密、快速反應的負反饋控制系統，它不斷監測輸出并與理想基準進行比較，然后驅動調整元件（通過連續調節阻抗或高速通斷）來精確補償任何導致輸出偏離的擾動。
穩壓器的特點 穩壓器的操作方法
確認穩壓器類型和參數：在使用穩壓器之前，需要了解穩壓器的類型和參數。常見的穩壓器類型包括線性穩壓器和開關穩壓器，不同類型的穩壓器有不同的特點和應用場景。此外，還需要確認穩壓器的額定輸入電壓和輸出電壓，以及最大輸出電流等參數。
2023-02-28 11:01:06
線性穩壓器與開關穩壓器有什么不同
導讀：長期以來，線性穩壓器一直得到業界的廣泛采用。在開關模式電源于上世紀60年代后成為主流之前，線性穩壓器曾經是電源行業的基礎。本文闡述了線性穩壓器和開關穩壓器的對比分析，文章先說明了線性穩壓器
LiuJingJ123
2018-09-29 17:02:19
線性穩壓器與開關穩壓器的聯系和區別
一、線性穩壓器和開關穩壓器的不同概念1.什么是線性穩壓器?線 性穩壓器使用在其線性區域內運行的晶體管或 FET,從應用的輸入電壓中減去超額的電壓，產生經過調節的輸出電壓。所謂壓降電壓，是指穩壓器將
傲壹電子
2018-10-09 09:46:16
開關穩壓器與線性穩壓器分析
一、線性穩壓器和開關穩壓器的不同概念 1.什么是線性穩壓器？ 線性穩壓器使用在其線性區域內運行的晶體管或 FET,從應用的輸入電壓中減去超額的電壓，產生經過調節的輸出電壓。所謂壓降電壓，是指
60user27
2018-09-29 17:14:42
開關穩壓器的特點 與線性穩壓器的區別
開關穩壓器是一種通過快速開關輸入電壓的電路元件，以實現將輸入電壓穩定輸出到設定的電壓范圍內的穩壓器。開關穩壓器的輸出電壓可以比輸入電壓高或低，具體取決于穩壓器的設計。相比于線性穩壓器，開關穩壓器可以更高效地轉換電能，具有更高的電源效率和更小的體積。
2023-02-28 11:06:57
穩壓器的概念 穩壓器的使用方法
穩壓器（Voltage Regulator）是一種電子元件或電路，用于將電源電壓維持在一個穩定的值。穩壓器通常被用來保持電子設備的電源電壓穩定，以確保它們能夠正常工作。穩壓器可以分為線性穩壓器和開關穩壓器兩種類型。
2023-02-28 10:59:58
開關穩壓器的基礎
要理解開關穩壓器的特性并進行評估，掌握開關穩壓器相關基本知識非常重要。在這里，先重溫一下開關的種類、降壓轉換器的工作原理、同步式和異步式兩個主要控制方式的的區別、可提高效率的自舉原理、輸出穩定化即
年年二設
2018-11-30 14:15:51
怎么選擇線性穩壓器與開關穩壓器
在設計有源器件時，有時會出現線性穩壓器或開關穩壓器是否更適合設計的問題。了解兩者之間的差異可以幫助您為您的應用程序做出正確的選擇。線性穩壓器開關穩壓器設計靈活性巴克降壓（顯示），升壓，降壓 - 升壓
ydcx
2018-10-24 09:45:34
開關穩壓器與線性穩壓器的區別
在電子設備中，穩壓器是一個至關重要的組件，它負責確保電路中的電壓保持穩定，從而保障設備的正常運行。在穩壓器的分類中，開關穩壓器和線性穩壓器是兩種常見且重要的類型。雖然它們都是為了實現電壓穩定的目的
2024-05-31 17:33:19
穩壓器類型：線性穩壓器與開關穩壓器
線性穩壓器最簡單的類型是并聯穩壓器。該穩壓器電路使用齊納二極管在負載的低端和輸出的高端之間提供反饋，從而提供穩定的功率輸出。
2021-02-17 10:37:00
交流穩壓器的分類
本視頻主要介紹了交流穩壓器的分類，分別有鐵磁諧振式交流穩壓器、磁放大器式交流穩壓器、滑動式交流穩壓器、感應式交流穩壓器、晶閘管交流穩壓器以及繼電器式交流穩壓器。
2018-11-23 17:27:00
開關穩壓器和線性穩壓器的比較
直流穩壓技術擁有悠久的歷史：首個集成電路穩壓器可追溯至半個世紀前。最早出現的是線性穩壓器，一些最早的設計至今仍在使用。隨后，對效率和設計靈活性的需求推動了開關穩壓器拓撲結構的發展。在具體應用中，開關穩壓器與線性穩壓器各有其優缺點，本文將對兩者進行比較和對比。
2025-01-03 14:48:26
線性穩壓器的基礎
線性穩壓器又稱為三引腳穩壓器或降壓器等，由于電路簡單而容易使用，是許多設計者以前早就耳熟能詳的電源。過去由分立器件所構成，IC化普及后變得既簡便又小型，被使用在各種不同電源的應用中。近年電子設備
hwp0415229
2018-11-29 14:28:55
線性穩壓器與開關穩壓器
穩壓器電路拓撲將確定設備的功能并定義組件在系統中的放置位置。每種類型的穩壓器電路類型和拓撲結構都有不同的優點和缺點。在開始模擬穩壓器電路之前，您需要確定所需的穩壓器類型，拓撲以及保持高轉換效率的穩定電源所需的任何其他功能。
2023-06-05 14:33:02
集成穩壓器的種類
集成穩壓器的種類委有多， 可分為多端式和三端式、正壓輸出和負壓輸出、固定輸出和可調輸出、普通型和低壓差型、線性和開關型等。本文介紹三種集成穩壓器： 普通線性集成穩壓器，低壓差集成穩壓器， 開關型集成
筆畫張
2021-11-12 06:48:01
理解穩壓器如何工作
穩壓器會產生具有恒定預設幅度的固定輸出電壓，無論其輸入電壓或負載條件是否變化。穩壓器分為兩類： 線性和開關式。線性穩壓器采用受高增益差分放大器控制的有源(BJT或MOSFET)通流器件(串聯或并聯
tyewybvwe
2018-11-01 10:57:18
什么是三相穩壓器和單相穩壓器？三相穩壓器可以接單相嗎？
什么是三相穩壓器和單相穩壓器？三相穩壓器可以接單相嗎？ 三相穩壓器和單相穩壓器是常見的電力穩壓設備。它們都是用來穩定電力供應，保持電壓在安全范圍內，從而保護電氣設備的正常運行。然而，它們之間存在一些
2023-11-20 14:19:05
低壓穩壓器與高壓穩壓器區別
在現代電力系統中，電壓穩定是一個至關重要的問題。為了確保電力供應的可靠性和安全性，穩壓器被廣泛應用于各種電力設備中。根據處理的電壓等級不同，穩壓器可以分為低壓穩壓器和高壓穩壓器。 一、定義與工作原理
2024-11-05 15:25:45
何謂DC/DC轉換器？ 線性穩壓器和開關穩壓器(1)
通過DC/DC轉換器實現電壓穩定的裝置被稱為電壓穩壓器。按轉換方式，電壓穩壓器分為線性穩壓器和開關穩壓器2種類型。線性穩壓器因工作時輸入與輸出的關系呈線型，故被稱為"線性穩壓器"
cmh12
2019-05-15 06:22:30
什么是線性穩壓器？
電力。在這種情況下，我們需要使用一個接受較高電壓并產生較低電壓的元件來調節輸入功率。一個非常普遍的方法來實現這種類型的規則是納入一個線性的穩壓器。固定輸出電壓線性調節器調壓器圖線性穩壓器是如何工作
白老大大
2022-04-18 10:55:58
開關穩壓器中的電流模式穩壓器解析
市場上有數千款不同的開關穩壓器。用戶基于不同的參數選擇所需的類型，例如輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、最大輸出電流，以及許多其他參數。本文介紹電流模式，這是數據手冊中常見的一項重要特性，并介紹該模式
lzr858585
2022-10-04 15:26:49
什么是交直流穩壓器
什么是交直流穩壓器?電壓調整器直流電壓調整器和交流電壓調整器。直流穩壓器是由電子電路組成的。交流穩壓器，一般是一種自置耦變壓器。通過改變變壓器的線圈接頭可以得到不同的輸出電壓。當電網電壓波動時，通過
北冥有熊
2021-09-13 07:34:21
什么是開關穩壓器和線性穩壓器
開關穩壓器和線性穩壓器是兩種常見的電源穩壓技術，它們在電子設備中扮演著至關重要的角色，用于確保供電電壓的穩定性和可靠性。以下是對這兩種穩壓器的詳細闡述。
2024-09-02 14:44:54
工商網監
工商網監