稳压器是一种集成电路，旨在将其输入端的电压调节到其输出端的恒定、固定电压，而与负载电流或输入电压的变化无关。
电子设计/设备通常由不同的电子元件组成，这些电子元件有时在不同的电压水平下工作。因此，为了可靠地满足特定设计或设计中不同组件的功率要求，通常在电源单元中使用稳压器来将主电源的电压调节到设备不同部分所需的电压.
在为任何设备设计电源单元时，总是需要做出大量决定。其中一个决定，尽管是一个困难的决定，是电压稳压器的选择，因为它们具有不同的“形状和尺寸”，具有不同的“花里胡哨”，这使得它们在一个电路中使用时是一个很好的选择，但在一个电路中却是一场灾难其他电路。
因此，为我们的项目（及其约束）选择合适的调节器需要对选项有透彻的了解，不同类型的电压稳压器、它们的工作原理，以及何时使用其中一种更有意义。
交流电 (AC) 是一种周期性地反转方向的电流，而直流电 (DC) 仅在一个方向上流动。
一、稳压器的种类：
稳压器可以根据不同的因素进行分类，例如它们的应用、工作电压、功率转换机制等等。
在本文中，我们将重点关注有源电压稳压器，并根据它们用于调节的机制将它们分为两大类。这两个类别包括：
稳压器从稳压原理上来讲，我们大致可以把它分为两大类，线性稳压器和开关稳压器，
1．线性稳压器：
线性稳压器使用分压器的原理将其输入端的电压转换为其输出端的所需电压。它们采用反馈回路自动改变系统中的电阻以抵消负载阻抗和输入电压变化的影响，所有这些都是为了确保输出电压保持恒定。
线性稳压器的典型实现包括使用 FET 作为分压器的一侧，反馈回路连接到晶体管的栅极，根据需要驱动它以确保输出电压的一致性。
虽然将晶体管用作电阻器有助于简化线性稳压器的设计和实现，但它在很大程度上导致了与稳压器相关的低效率。其原因是晶体管将多余的电能（输入电压和输出电压之间的电压差）转化为热量，导致晶体管发热导致功率损耗。
在输入电压或输出负载电流过高的情况下，稳压器可能会产生可能导致其击穿的热量水平。为了缓解这种情况，设计人员通常采用散热器，其尺寸取决于通过稳压器的电流（功率）量。
对于线性稳压器，另一点值得讨论的是，输入电压需要比输出电压大一个称为压降电压的最小值。该电压值（通常约为 2 v）因稳压器而异，有时由于功率损耗而成为从事低功率应用的设计人员的主要关注点。作为解决此问题的一种方法，使用一种称为 LDO（低压差）稳压器的线性稳压器，因为它们的设计能够在输入和输出电压之间低至 100 mV 的差异下运行。
线性稳压器的优点：
1．线性稳压器的一些优点包括：
a．简单易设计和实现；
b．产生更少的 EMI 和噪音；
c．对负载电流或输入电压条件变化的快速响应时间；
d．输出端的低纹波电压；
线性稳压器的缺点：
线性稳压器的一些缺点包括：
a．大量电能以热能形式浪费，效率低下；
b．压差要求使其成为低功率应用的糟糕选择；
c．由于需要散热片，在印刷电路板上占用更多空间；
d．大量电能以热能形式浪费，效率低下；
e．压差要求使它们成为低功率应用的糟糕选择；
f．由于需要散热片，在印刷电路板上占用更多空间；
2．开关稳压器：
尽管它们具有更复杂的设计并且需要更多的配套组件才能运行，但开关稳压器是超高效的稳压器，用于无法容忍功率损耗的场景，如线性稳压器。
开关稳压器中的电压调节机制涉及快速切换与储能组件（电容器或电感器）串联的元件，以周期性地中断电流流动并将电压从一个值转换为另一个值。如何做到这一点取决于来自反馈机制的控制信号，例如线性稳压器中采用的反馈机制。
与线性电压稳压器不同，开关元件要么处于完全导通状态，要么处于关闭状态。它不耗散任何功率，并允许稳压器达到比线性稳压器更高的效率。
开关电压稳压器的基本实现使用在其截止或饱和状态下操作的“传输晶体管”作为开关元件。当传输晶体管处于截止状态时，没有电流流过它，因此没有功率耗散，但是当它处于饱和状态时，其两端出现可忽略不计的压降，并伴随着少量功率的耗散，最大电流被转发到负载。由于开关动作和在截止状态期间节省的能量，开关稳压器的效率通常在 70% 以上。
基于开关和 PWM 的控制提供了很大的灵活性，允许开关稳压器以不同的模式工作并以各种类型存在，包括：降压开关稳压器、升压开关稳压器、降压/升压开关稳压器。
A．降压开关稳压器：降压开关稳压器，也称为降压稳压器，将其输入端的高压转换为输出端的较低电压。除了降压稳压器以更高的效率运行之外，此操作类似于线性稳压器。下图显示了降压稳压器中的组件排列。
B．升压开关稳压器：升压开关稳压器，也称为升压稳压器，可以将输入端的低电压转换为输出端的较高电压。它们的配置是线性稳压器和开关稳压器之间的主要区别之一，因为如果线性稳压器的输入电压大于其输出所需的电压，则不会进行稳压。下面提供了说明升压开关电压稳压器的电路。
C．降压/升压开关稳压器：降压/升压稳压器结合了上述两种稳压器的特性。它可以提供固定的输出电压，而与输入和输出电压之间的差值（+ 或 -）无关。它们在电池应用中非常有用，在这些应用中，输入电压（一开始可能高于输出电压）随着时间的推移降低到低于输出电压的水平。下面提供了一个说明降压/升压开关稳压器的电路：
优点和缺点
A．开关稳压器的缺点：
尽管开关稳压器看起来既高效又完美，但它们也有缺点，其中包括：
1．复杂的设计；
2．需要更多的附加组件；
3．价格昂贵；
4．如果管理不当，可能会影响产品认证的高 EMI 和噪声产生率；
5．输出电压纹波高；
6.与线性稳压器相比，瞬态恢复时间更慢；
B．开关稳压器的优点：
根据我们的应用，开关稳压器的好处远远会超过他的缺点。一些优点包括：
1．体积小；
2．效率高；
3．它们可以提供大于或小于输入电压的输出电压；
4．适合低功率应用；
5．体积小；
6．效率高；
7．它们可以提供大于或小于输入电压的输出电压；
8. 适合低功率应用；
三、如何为我们的项目选择合适的稳压器：
为我们的项目选择合适的稳压器通常不是在线性稳压器或开关稳压器之间进行选择的问题。只需考虑它们的优缺点并决定哪一个最适合我们，就可以在两者之间进行选择。但是，需要验证稳压器的其他特定属性（开关或线性），以确保它非常适合我们的项目。
其中五个基本属性描述如下：
1．输出电压（或电压范围）：这可能是监管机构首先要注意的事情。确保稳压器的输出电压（或电压范围）与我们的应用所需的值相匹配。对于某些稳压器，可能需要外部组件才能将输出电压稳定在所需的电压水平。在为我们的项目加盖橡皮图章之前，应确认所有这些。
2．输出电流：稳压器的设计考虑了特定的电流额定值。将它们连接到电流要求大于其额定电流的负载可能会导致稳压器损坏或负载发生故障。这在线性稳压器的情况下更为重要，因为电流对功率损耗有直接影响。始终确保我们选择的稳压器能够承受预期的负载电流。
3．输入电压范围：这是指稳压器支持的输入电压的容许范围。它通常在数据表中指定，作为设计人员，确保我们的应用的可能输入电压在该范围内非常重要。大多数初级设计人员对此犯的一个错误是只关注最大输入电压，而忘记了低于指定最小电压的输入电压可能导致调节误差，尤其是在线性稳压器的情况下。了解这些值将帮助我们估计稳压器因线性稳压器产生过热或开关稳压器故障而失效的条件。
4．工作温度范围：大多数数据表中将其定义为环境温度 (Ta) 或结温，工作温度范围是稳压器正常工作的温度范围。更具体地说，结温通常是指晶体管的最高工作温度。相反，环境温度是指设备周围环境的温度。这两个值都很重要，特别是对于线性稳压器，因为它们有助于为稳压器选择完美的散热器。
5．电压差：这在选择线性稳压器时很重要。如前所述，压降是指输入电压必须大于输出电压才能进行调节的量。虽然这对于大多数应用来说可能不是一个重要的考虑因素，但对于效率和低功耗考虑很重要的应用，使用具有低压差电压的稳压器是有意义的。
其他因素，如效率、封装尺寸、瞬态响应和潜在的EMI /噪声产生也需要考虑。
总之：决定使用哪种稳压器的一种简单方法是首先根据其优缺点决定线性稳压器还是开关稳压器是最佳选择。在此决策级别之后，可以对调节器的属性进行进一步调查，因为它可能会影响我们的设计。尽管这种尽职调查有时感觉是不必要的，但它可能对我们的项目的成功至关重要。
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