稳压器是一种可将变化的交流电能维持固定输出电压的电路，而不受输入电压或负载条件变化的影响。稳压器（VR）将电源的电压保持在与其他电气元件兼容的范围内。虽然稳压器最常用于DC/DC电源转换，但有些稳压器也可以执行AC/AC或AC/DC电源转换。
一、稳压器的类型：
主要有线性稳压器和开关稳压两种类型：这两种类型的稳压器都可以调节系统的电压，但线性稳压器的运行效率较低，而开关稳压器的运行效率很高。在高效开关稳压器中，大部分输入功率被传输到输出，而不会产生功耗。
1．线性稳压器：
线性稳压器采用有源传输器件（例如BJT或MOSFET），该器件由高增益运算放大器控制。为了保持恒定的输出电压，线性稳压器通过将内部电压基准与采样输出电压进行比较来调节传输器件电阻，然后将误差驱动为零。线性稳压器是降压转换器，因此根据定义，输出电压始终低于输入电压。然而，这些稳压器具有一些优点：它们通常易于设计、可靠、成本效益高，并且具有低噪声和低输出电压纹波。
2．开关稳压器：
开关稳压器电路通常比线性稳压器设计更复杂，需要选择外部元件值，调整控制回路以确保稳定性，并仔细设计布局。开关稳压器可以是降压转换器、升压转换器或两者的组合，这使得它们比线性稳压器更通用。开关稳压器的优点包括效率高、热性能更好，并且可以支持更高的电流和更宽的V在/V外应用。根据应用要求，它们可以实现超过95%的效率。与线性稳压器不同，开关电源系统可能需要额外的外部元件，例如电感、电容、FET或反馈电阻器。
二、稳压器的局限性：
线性稳压器的主要缺点之一是效率低下，因为它们在某些用例中会耗散大量功率。线性稳压器的电压降与电阻器两端的电压降相当。例如，在5V输入电压和3V输出电压下，端子之间有2V的压降，效率被限制在3V/5V（60%）。这意味着线性稳压器最适合具有较低V的应用在/V外差异。在应用中考虑线性稳压器的估计功耗非常重要，因为使用较大的输入电压会导致高功率耗散，从而可能使元件过热和损坏。
线性稳压器的另一个限制是它们只能进行降压（降压）转换，而开关稳压器也提供升压（升压）和降压-升压转换。
开关稳压器效率很高，但也有一些缺点，包括它们通常不如线性稳压器经济高效，尺寸更大，更复杂，如果不仔细选择外部元件，会产生更多的噪声。噪声对于给定的应用可能非常重要，因为噪声会影响电路操作和性能，以及EMI性能。
三、开关稳压器拓扑：降压、升压、线性、LDO和可调：
线性稳压器和开关稳压器有多种拓扑结构。线性稳压器通常依赖于低压差（LDO）拓扑。
对于开关稳压器，有三种常见的拓扑结构：降压转换器、升压和降压转换器-升压转换器。
每种拓扑结构如下所述：
线性稳压器：
线性稳压器的一种常用拓扑是低压差（LDO）稳压器。线性稳压器通常要求输入电压至少比输出电压高2V。然而，线性稳压器设计为在输入和输出端子之间的电压差非常小的情况下工作，有时低至100mV。
降压和升压转换器：
降压转换器（也称为降压转换器）采用较大的输入电压并产生较低的输出电压。相反，升压转换器（也称为升压转换器）采用较低的输入电压并产生较高的输出电压。
降压-升压转换器：
降压-升压转换器是一种单级转换器，它结合了降压和升压转换器的功能，可在大于或小于输出电压的宽输入电压范围内调节输出。
四、稳压器控制：
线性稳压器的四个基本元件是传输晶体管、误差放大器、基准电压源和电阻反馈网络。误差放大器的一个输入由两个电阻器设置，以监控输出电压的百分比。另一个输入是稳定的电压基准（V裁判)。如果采样输出电压相对于V变化裁判，误差放大器会改变传输晶体管的电阻，以保持恒定的输出电压（V外)。
线性稳压器通常只需要一个外部输入和输出电容器即可工作，因此易于实现。
另一方面，开关稳压器需要更多的元件来创建电路。功率级在V之间切换在和地面创建电荷包以传送到输出。与线性稳压器类似，有一个运算放大器，用于从反馈网络对直流输出电压进行采样，并将其与内部基准电压进行比较。然后对误差信号进行放大、补偿和滤波。该信号用于调制PWM占空比，以将输出拉回稳压状态。例如：如果负载电流迅速增加并导致输出电压下降，则控制环路会增加PWM占空比，为负载提供更多电荷，并使电源轨重新进入稳压状态。
五、线性和开关稳压器应用：
线性稳压器通常用于对成本敏感、对噪声敏感、低电流或空间受限的应用。一些示例包括消费电子产品，例如耳机、可穿戴设备和物联网（IoT）设备，助听器等应用可以使用线性稳压器，因为它们没有开关元件，不会产生不必要的噪音并干扰设备的性能。
此外：如果设计人员主要对创建低成本应用感兴趣，他们不需要那么关心功耗，可以依赖线性稳压器。
开关稳压器适用于更通用的应用，尤其适用于需要效率和性能的应用，例如消费电子、工业、企业和汽车应用，如果应用需要大型降压解决方案，则开关稳压器更合适，因为线性稳压器会产生高功率耗散，从而损坏其他电气元件。
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