選擇電壓調節器的類型，用途和技巧

電壓調節器是使電路保持穩定電路的一部分。即使電源發生變化，這也可以幫助您的設備安全地工作。在本文中，您將了解電壓調節器的功能，不同類型，使用的地方以及如何選擇正確的電壓。

目錄

電壓調節器概述

電壓調節器是旨在保持輸出電壓穩定的設備或電路，即使輸入電壓或負載條件發生變化也是如此。沒有監管，敏感的電路可能會遭受過熱，數據丟失或意外故障的困擾。通過保持一致的電壓，這些調節器支持更長的設備壽命和更可靠的操作。

電壓調節器電路圖

圖1：電壓調節器電路圖

該電路圖顯示了電壓調節器如何產生穩定的電壓。在左側，功率在A和B點出現。這稱為不受監管的輸入，這意味著電壓可能不是很穩定。在輸入後立即放置一個標有CIN的電容器，以幫助平滑電壓中的任何小變化或噪音。

然後，電壓進入電壓調節器塊。這部分有三個引腳：進，外和地面。輸入引腳接種電壓，接地引腳連接到公共線（B），輸出引腳發出了新的穩定電壓。

控制電壓後，它通過另一個稱為Cout的電容器。這有助於保持輸出電壓平穩而穩定，尤其是當連接的設備突然改變所需的功率時。乾淨穩定的電壓來自點C和B點，準備由電路的其他部分使用。

不同類型的電壓調節器

圖2：線性電壓調節器

線性電壓調節器

線性電壓調節器通過使用電阻方法將輸入電壓降低到較低的穩定輸出電壓來工作。它們易於使用，並提供平穩且無噪音的輸出，這有助於敏感的電子設備。它們不是很有效，因為額外的電壓變成熱量。這些調節器用於音頻系統，模擬電路和基於微控制器的小型項目，必須將噪聲最小化。

在線性調節器中， L78L05 是一個以其簡單性和可靠性而聞名的固定固定的5V調節器。它提供多達100 MA的輸出電流，通常用於低功率應用中，例如微控制器板，傳感器和其他5V邏輯設備。

圖3：切換電壓調節器

切換電壓調節器

開關調節器使用高速開關以及電感器或電容器有效地轉換電壓。它們的浪費不如熱量，使它們比線性類型更有效。這些調節器最適合需要更多當前或儲蓄功率重要的應用，例如計算機，智能手機和LED照明系統。

圖4：降壓調節器（降下）

降壓調節器（降低）

降壓器的輸入電壓較高，並將其降低到較低的輸出電壓。它通過打開和關閉並在磁場中存儲能量來有效地做到這一點。這種類型的調節器通常用於輸入功率為12V或更高的情況，並且輸出需要為5V或3.3V，例如在數字電子或嵌入式系統中。

圖5：增強監管機構（升級）

增強監管機構（加速）

升壓調節器旨在將較低的輸入電壓增加到較高的輸出電壓。當關閉時，他們在打開並以較高的電壓釋放時存儲能量。這些對於電池供電的設備有幫助，在電池供電的設備中，電源電壓下降到電路所需的功能（例如手持電子設備或LED手電筒）所需的功能。

圖6：降壓調節器

降壓調節器

降壓調節器可以根據條件升高和降低輸入電壓。在輸入電壓可能會變化以上或低於所需的輸出電壓的情況下，這使得它們非常靈活。它們在電池操作的系統中很有用，在使用電池電壓時，使用電池電壓在使用過程中會發生變化，但仍需要恆定輸出。

圖7：低丟失調節器（LDOS）

低丟棄監管機（LDOS）

低丟棄調節器是一種特殊的線性調節器，即使輸入電壓僅略高於輸出電壓，也可以工作。當輸入和輸出之間僅存在少量電壓差時，它們很有用，有助於減少功率損失和熱量。LDO通常用於移動設備和低壓數字電路中。

電壓調節器之間的技術差異

類型	輸出電壓	效率	熱產生	複雜	應用電壓範圍	成分
線性調節器	固定或可調	低（30–60％）	高的	簡單的	低至中等	電阻，通過晶體管
切換調節器	固定或可調	高（70-95％）	低的	複雜的	低到高	電感器，二極管，開關，IC
雄鹿調節器	僅逐步下降	高（80–95％）	低的	緩和	中度至高	電感器，電容器，開關
增強監管機構	僅加速	中高	低 - 中等	緩和	低至中等	電感器，二極管，開關
降壓調節器	升級或逐步向下	中等（60-85％）	緩和	複雜的	廣泛的輸入變化	電感器，二極管，開關
LDO調節器	低輟學（關閉vin – vout）	低 - 中等	中高	簡單的	低差異應用	通過元素，錯誤放大器
可調節器	用戶定義的輸出	取決於類型	取決於類型	簡單至複雜	隨著設計而有所不同	外電阻器，調節器IC

電壓調節器的應用

電源電路

電壓調節器被廣泛用於電源，以確保電子設備接收穩定，安全的電壓，即使輸入電源發生變化也是如此。

電池供電的設備

在手機，平板電腦和相機等小工具中，調節器隨著電池的排水而有助於保持恆定的電壓。

嵌入式系統

微控制器和數字電路需要穩定的電壓才能正常工作。監管機構通常以3.3V或5V水平提供可靠的電壓。

通信設備

路由器，收音機和發射機等設備使用電壓調節器來避免由不穩定功率引起的信號問題。

汽車電子產品

汽車使用電壓調節器來使電子設備保持儀表板顯示器，傳感器和信息娛樂系統等電子設備，儘管交流發電機的電壓變化了。

工業自動化

在工廠機器和控制系統中，電壓調節器用於保護和穩定電子控制和傳感器。

可再生能源系統

太陽能電池板和風力渦輪機經常使用電壓調節器來管理波動的輸入，並為電池或連接設備提供穩定的輸出。

音頻和視頻設備

電壓調節器有助於降低噪聲並保持放大器，混合器和其他A/V系統的性能。

計算機硬件

在計算機中，電壓調節器確保CPU，RAM和圖形卡獲得正確和高效性能的正確電壓。

醫療設備

醫療工具和監視設備需要穩定的電壓才能安全起作用，使電壓調節器成為其電源系統中的關鍵組件。

現代電壓調節器的特殊功能

過電流保護

如果此功能超出安全級別，則自動限制電流，從而有助於防止調節器和連接的組件損壞。

熱關機

當調節器太熱時，此功能將其關閉以停止過熱並避免故障或火災風險。

短路保護

如果輸出意外連接到地面，則調節器會感覺到這一點，並停止供電以避免損壞。

軟啟動功能

當電源打開電源時，這逐漸增加了輸出電壓，從而減少了組件的壓力並防止突然的功率激增。

低靜態電流

當負載是輕或關閉時，一些現代監管機構幾乎沒有動力，這使其非常適合節能設計和電池供電的設備。

遙感

這使調節器可以在負載端監視電壓，而不僅僅是在其輸出下，並根據需要進行調整以保持電壓穩定。

啟用/關閉別針

現在，許多調節器具有控制引腳，可讓用戶用信號打開或關閉輸出，可用於節能或測序。

可調節的輸出

一些調節器具有內置選項，可使用外部電阻調整輸出電壓，從而在電路設計方面具有更大的靈活性。

輟學電壓較低

即使輸入電壓非常接近輸出，現代的低漏斗調節器（LDOS）仍然可以正確調節，這有助於減少功率損失。

內置EMI減少

一些切換調節器包括特殊的設計或過濾器，以減少電磁干擾，這有助於敏感或嘈雜的環境。

選擇正確的電壓調節器的提示

•檢查進入電路的電壓以及需要出現的電壓。調節器必須兩者都匹配。

•查看您的設備或電路將使用多少電流。監管機構應能夠處理該金額而不會過熱。

•如果節省能源是基本的，則切換調節器是一個更好的選擇，因為它會減少功率。

•對於需要低噪聲或非常簡單的電路，線性調節器更易於使用並且可以很好地工作。

•如果您的輸入電壓比輸出高一些，請使用低輟學器（LDO）調節器​​，以避免浪費過多的功率。

•如果需要設置特定的輸出電壓，請選擇可調節器，或者以後可能需要更改。

•考慮熱量。如果調節器在使用過程中變熱，則可能需要散熱器或更好的冷卻。

•如果您的空間或預算有限，則確保監管機構對您的項目不太大或太昂貴。

•檢查調節器是否會以低連續新或噪音對敏感設備保持輸出清潔。

•最好選擇具有安全功能，例如防止過多當前或過熱的安全功能。

結論

電壓調節器對於保持電子設備的功率穩定很重要。它們有助於防止損壞，並確保一切順利進行。有了不同的類型和功能，它們可用於許多系統，從小型小工具到大型機器。