線性穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)電壓

　　根據(jù)調(diào)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(guān)穩(wěn)壓電源。此外，還有一種使用穩(wěn)壓管的小電源。

　　這里說的線性穩(wěn)壓電源是指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下的直流穩(wěn)壓電源。調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下，可以這么來理解：RW是連續(xù)可變的，亦即是線性的。而在開關(guān)電源中則不一樣，開關(guān)管（在開關(guān)電源中，我們一般把調(diào)整管叫做開關(guān)管）是工作在開（電阻很�。�、關(guān)（電阻很大）兩種狀態(tài)下的。工作在開關(guān)狀態(tài)下的管子顯然不是線性狀態(tài)。

　　線性穩(wěn)壓電源是比較早使用的一類直流穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓直流電源的特點(diǎn)是：輸出電壓比輸入電壓低、反應(yīng)速度快、輸出紋波較小、工作產(chǎn)生的噪聲低、效率較低（現(xiàn)在經(jīng)常提到的LDO就是為了解決效率問題而出現(xiàn)的）、發(fā)熱量大（尤其是大功率電源），間接地給系統(tǒng)增加熱噪聲。

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　　工作原理：我們先用下圖來說明線性穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)電壓的原理。圖1如上圖所示，可變電阻RW跟負(fù)載電阻RL組成一個(gè)分壓電路，輸出電壓為：

　　因此通過調(diào)節(jié)RW的大小，即可改變輸出電壓的大小。請(qǐng)注意，在這個(gè)式子里，如果我們只看可調(diào)電阻RW的值變化，Uo的輸出并不是線性的，但如果把RW和RL一起看，則是線性的。還要注意，我們這個(gè)圖并沒有將RW的引出端畫成連到左邊，而是畫在右邊。雖然這從公式上看并沒有什么區(qū)別，但畫在右邊，卻正好反映了“采樣”和“反饋”的概念。實(shí)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，或是用了，也只是輔助方法而已。

　　如果我們用一個(gè)三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管來代替圖中的可變阻器，并通過檢測(cè)輸出電壓的大小，來控制這個(gè)“變阻器”阻值的大小，使輸出電壓保持恒定，這樣我們就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。這個(gè)三極管或者場(chǎng)效應(yīng)管是用來調(diào)整電壓輸出大小的，所以叫做調(diào)整管。

　　像圖1所示，由于調(diào)整管串聯(lián)在電源跟負(fù)載之間，所以叫做串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。相應(yīng)的還有并聯(lián)型穩(wěn)壓電源，就是將調(diào)整管跟負(fù)載并聯(lián)來調(diào)節(jié)輸出電壓，典型的基準(zhǔn)穩(wěn)壓器TL431就是一種并聯(lián)型穩(wěn)壓器。所謂并聯(lián)的意思，就是像圖2中的穩(wěn)壓管那樣，通過分流來保證衰減放大管射極電壓的“穩(wěn)定”。也許這個(gè)圖并不能讓你一下子看出它是“并聯(lián)”的，但細(xì)心一看，確實(shí)如此。不過，這里還要注意一下：此處的穩(wěn)壓管是利用它的非線性區(qū)工作的。因此，如果認(rèn)為它是一個(gè)電源，它也是一個(gè)非線性電源。

　　由于調(diào)整管相當(dāng)于一個(gè)電阻，電流流過電阻時(shí)會(huì)發(fā)熱，所以工作在線性狀態(tài)下的調(diào)整管，一般會(huì)產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致效率不高。這是線性穩(wěn)壓電源的一個(gè)最主要的一個(gè)缺點(diǎn)。

　　一般來說，線性穩(wěn)壓電源由調(diào)整管、參考電壓、取樣電路、誤差放大電路等幾個(gè)基本部分組成。另外還可能包括其它部分（例如保護(hù)電路，啟動(dòng)電路等）。下圖是一個(gè)比較簡單的線性穩(wěn)壓電源原理圖（示意圖省略了濾波電容等元件）。取樣電阻通過取樣輸出電壓，并與參考電壓比較，比較結(jié)果由誤差放大電路放大后，控制調(diào)整管的導(dǎo)通程度，使輸出電壓保持穩(wěn)定。圖2常用的線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源芯片有：

　　78XX系列（正電壓型）、79XX系列（負(fù)電壓型）；（實(shí)際產(chǎn)品中，XX用數(shù)字表示，XX是多少，輸出電壓就是多少。例如7805，輸出電壓為5V）。

　　LM317（可調(diào)正電壓型）、LM337（可調(diào)負(fù)電壓型）、1117（低壓差型，有多種型號(hào)，用尾數(shù)表示電壓值。例如1117-3.3為3.3V，1117-ADJ為可調(diào)型）。