在许多情况下,电网提供的电压可能高于或不同于系统电路所需的电压。当涉及到设施中高度精密的电子元件时,不稳定的电压会对功能和效率造成严重损害。为了防止这个问题,通常采用称为稳压器的设备来提供固定的输出电压,无论输入电压或负载条件如何,都保持恒定。但是,存在多种类型的稳压器,每种类型最适合处理特定场景。
下面,我们将探讨一些最常见的类型,包括:串联、并联和线性稳压器的优缺点以及应用。
一、线性稳压器:
基本的线性稳压器是一种三端子器件。一些线性稳压器还允许通过外部电阻器来调节输出电压。然而,通常线性稳压器使用由负反馈电路控制的晶体管来产生指定的输出电压。无论负载电流和输入电压如何变化,线性稳压器都将保持输出电压稳定,帮助设备保持高效且未损坏。
1.线性稳压器的优缺点:
线性稳压器的一个严重缺点是效率低。由于稳压器内部的晶体管连接在输入和输出端子之间,因此高压差值与高负载电流相结合通常会导致大量的功率耗散。这使得线性稳压器不太适合高负载电流为标准的情况。
然而,与其他替代品相比,这些调节器最重要的缺点可能是它们产生的热量。我们前面提到的大量耗散功率以热量的形式释放出来,并迅速积累。更糟糕的是,这些稳压器通常无法散发所有多余的热量。由此产生的高温会阻碍稳压器和其他组件的性能,甚至可能导致完全热关断。
2.线性稳压器应用:
尽管线性稳压器存在固有缺陷,但线性稳压器仍然被广泛使用,原因有几个。这些系统的主要优点包括易于使用、低输出噪声和降低成本。如果您有低功率设备或电压差也很小的应用,它们可能是一个有用的解决方案。
二、并联稳压器:
并联稳压器与负载并联,通过可变电阻提供从电源电压到地的路径。这些稳压器的工作原理是将电流从负载分流到地,从而产生恒定的输出直流电压。由于控制元件必须承受其两端的负载电压,因此这些稳压器是高电压、低电流器件。
1.并联稳压器的优点和缺点:
分流稳压器因其简单、有效和经济性而成为一种流行的选择。与线性稳压器不同,它们对高负载和轻负载电流均具有出色的电压调节能力。
2.并联稳压器应用:
并联稳压器主要有两种类型:分立晶体管稳压器和齐纳控制晶体管稳压器。两者都用于精密电流限制器。通常,并联稳压器用于需要以下条件的模拟和数字电路:
精确引用;
误差放大器;
电流源和灌电流电路;
电压监控;
和可调电压或开关电源。
三、串联稳压器:
串联稳压器也称为串联调整器,通常是首选的电压调节方法,并与负载串联连接。能够以低噪声提供高水平的性能,串联稳压器在线性稳压电源中提供最终电压调节,并有效调节输出。
1.串联电压调节器的优缺点:
串联稳压器在高负载电流下难以实现有效的电压调节。然而,它们仍然适用于大电流和小电流负载,并提供优于并联稳压器的电压调节。它们还在输出直流电压中提供低纹波含量,并具有非常低的输出阻抗。
2.串联稳压器应用:
串联稳压器用于计算机电源等设备,可稳定处理器和其他关键组件使用的直流电压。它们还经常用于汽车中,以调节交流发电机输出、中央发电站发电厂和电力系统。
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