線性穩壓電源

根據調整管的工作狀態，我們常把穩壓電源分成兩類：線性穩壓電源和開關穩壓電源。此外，還有一種使用穩壓管的小電源。這裡說的線性穩壓電源，是指調整管工作在線性狀態下的直流穩壓電源。調整管工作在線性狀態下，可這麼來理解：RW（見下面的分析）是連續可 變的，亦即是線性的。而在開關電源中則不一樣，開關管（在開關電源中，我們一般把調整管叫做開關管）是工作在開、關兩種狀態下的：開——電阻很小；關——電阻很大。工作在開關狀態下的管子顯然不是線性狀態。線性穩壓電源是比較早使用的一類直流穩壓電源。

線性穩壓直流電源的特點是：輸出電壓比輸入電壓低；反應速度快，輸出紋波較小；工作產生的雜訊低；效率較低(現在經常看的LDO就是為了解決效率問題而出現的)；發熱量大（尤其是大功率電源），間接地給系統增加熱雜訊。

我們先用下圖來說明線性穩壓電源調節電壓的原理。如圖所示，可變電阻RW跟負載電阻RL組成一個分壓電路，輸出電壓為：

，因此通過調節RW的大小，即可改變輸出電壓的大小。請注意，在這個式子里，如果我們只看可調電阻RW的值變化，Uo的輸出並不是線性的，但如果把RW和RL一起看，則是線性的。還要注意，我們這個圖並沒有將RW的引出端畫成連到左邊，而畫在右邊。雖然這從公式上看並沒有什麼區別，但畫在右邊，卻正好反映了“採樣”和“反饋”的概念----實際中的電源，絕大部分都是工作在採樣和反饋的模式下的，使用前饋方法很少，或就是用了，也只是輔助方法而已。

讓我們繼續：如果我們用一個三極體或者場效應管，來代替圖中的可變阻器，並通過檢測輸出電壓的大小，來控制這個“變阻器”阻值的大小，使輸出電壓保持恆定，這樣我們就實現了穩壓的目的。這個三極體或者場效應管是用來調整電壓輸出大小的，所以叫做調整管。

像圖所示的那樣，由於調整管串聯在電源跟負載之間，所以叫做串聯型穩壓電源。相應的，還有並聯型穩壓電源，就是將調整管跟負載並聯來調節輸出電壓，典型的基準穩壓器TL431就是一種並聯型穩壓器。所謂並聯的意思，就是象圖2中的穩壓管那樣，通過分流來保證衰減放大管射極電壓的“穩定”，也許這個圖並不能讓你一下子看出它是“並聯”的，但細心一看，確實如此。不過，大家在此還要注意一下：此處的穩壓管，是利用它的非線性區工作的，因此，如果認為它是一個電源，它也是一個非線性電源。為了便於大家理解，回頭我們找一個理適合的圖來看，直到可以簡明地看懂為止。

由於調整管相當於一個電阻，電流流過電阻時會發熱，所以工作在線性狀態下的調整管，一般會產生大量的熱，導致效率不高。這是線性穩壓電源的一個最主要的一個缺點。想要更詳細的了解線性穩壓電源，請參看模擬電子線路教科書。這裡我們主要是幫助大家理清這些概念以及它們之間的關係。

一般來說，線性穩壓電源由調整管、參考電壓、取樣電路、誤差放大電路等幾個基本部分組成。另外還可能包括一些例如保護電路，啟動電路等部分。下圖是一個比較簡單的線性穩壓電源原理圖（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，並與參考電壓比較，比較結果由誤差放大電路放大后，控制調整管的導通程度，使輸出電壓保持穩定。

常用的線性串聯型穩壓電源晶元有：78XX系列（正電壓型），79XX系列（負電壓型）（實際產品中，XX用數字錶示，XX是多少，輸出電壓就是多少。例如7805，輸出電壓為5V）；LM317（可調正電壓型），LM337（可調負電壓型）；1117（低壓差型，有多種型號，用尾數表示電壓值。如1117-3.3為3.3V，1117-ADJ為可調型）。

WYJ系列智能型直流穩壓電源採用微電腦控制技術及完善的保護電路和專用的高性能基準穩壓源元件，因而使該系列穩壓電源具有了穩壓精度高，紋波干擾小，穩定可靠，使用方便，輸出電壓可在規定的範圍內任意設定等特點。