穩(wěn)壓器（Voltage   regulator）它是將不穩(wěn)定的電壓輸出變?yōu)榉€(wěn)定的電壓輸出，并能在大電流負(fù)載條件下保持輸出電壓穩(wěn)定的電子器件。穩(wěn)壓器由調(diào)壓電路組成、整流電路、濾波電路、控制電路和伺服電機(jī)等。電壓調(diào)節(jié)器可以控制電路進(jìn)行采樣、比較、放大，通過自動調(diào)節(jié)線圈匝數(shù)比，從而保持輸出電壓的穩(wěn)定性。

穩(wěn)壓器按其交流和DC特性可分為交流穩(wěn)壓器和DC穩(wěn)壓器，按其功能還可分為電子式、自動型等。20世紀(jì)初，出現(xiàn)了鐵磁穩(wěn)壓器和相應(yīng)的技術(shù)文件電子管出現(xiàn)后不久，有人設(shè)計了電子管DC穩(wěn)壓器。伴隨著半導(dǎo)體、隨著人工智能的快速發(fā)展，電壓調(diào)節(jié)器被應(yīng)用于電力系統(tǒng)、它廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。

變壓器

變壓器的基本原理是利用線圈中的互感。當(dāng)交流電通過主線圈時，次級線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相應(yīng)地會產(chǎn)生變化的電流。兩個線圈通過鐵芯耦合在一起，這樣就可以傳遞能量。

根據(jù)變壓器的變比，即一次繞組和二次繞組的匝數(shù)比，變壓器可以對輸入的交流電壓進(jìn)行升壓或降壓。當(dāng)初級繞組的匝數(shù)大于次級繞組的匝數(shù)時，可以實(shí)現(xiàn)升壓轉(zhuǎn)換；當(dāng)初級繞組的匝數(shù)小于次級繞組的匝數(shù)時，可以實(shí)現(xiàn)降壓轉(zhuǎn)換。

變壓器參數(shù)包括以下幾個方面：漏磁引起的初級繞組漏電感、初級繞組的自感，漏磁通除外、次級繞組電流電阻、次級繞組漏磁通的漏電感等在等效電路中，二次參數(shù)一般是變化的，二次參數(shù)轉(zhuǎn)換成一次參數(shù)，起到改變變壓器阻抗的作用。對于低頻變壓器，漏電感的影響可以適當(dāng)忽略，但是，如果頻率增加，漏電感的影響將變得更大。

變壓器的結(jié)構(gòu)具體包括磁芯、有三個部分線圈和骨架磁芯是變壓器的基本結(jié)構(gòu)，構(gòu)成磁路，起決定性作用線圈構(gòu)成電路部分，也是最基本的部分，包括許多繞組。一般來說，變壓器包括至少兩個彼此絕緣的繞組。

整流器

整流器具有將交流電轉(zhuǎn)換成DC的功能。它的主要作用是將交流電源的電流方向改為單向流動，消除電流的反向流動，從而獲得穩(wěn)定的DC電源。根據(jù)整流器的工作原理，可分為單相整流器、三相整流器，單相整流器使用單相交流電源作為輸入，通常由一組二極管組成。這些二極管通過只允許電流通過的方向?qū)⑤斎氲慕涣麟娹D(zhuǎn)換成直流電。三相整流器：利用三相交流電源整流的裝置。它通常由一組三相整流橋組成，每個整流橋由三個二極管或可控硅組成。通過合理控制整流橋電路中二極管或晶閘管的開通和關(guān)斷，將輸入的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電。

濾波器

濾波器是一種用于濾除電信號中特定頻率成分的電子設(shè)備。它對輸入信號的某些頻率范圍內(nèi)的成分進(jìn)行濾波或衰減，從而實(shí)現(xiàn)對信號的濾波和處理。

濾波器的基本結(jié)構(gòu)包括電容、電感、電阻等元件。電容器可以通過積累和釋放電荷進(jìn)行濾波，電感器使用電磁感應(yīng)來阻止或釋放特定頻率的信號，而電阻器則阻止信號的流動。

穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓電路又稱集成穩(wěn)壓器，是指在輸入電壓或負(fù)載變化時能保持輸出電壓不變的集成電路。電壓調(diào)節(jié)器是電壓調(diào)節(jié)器的核心部分，它可以根據(jù)輸入電壓和反饋信號來控制輸出電壓的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。目前，世界上有數(shù)百種集成電壓調(diào)節(jié)器．常見的是三端固定集成穩(wěn)壓器、三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器、多端可調(diào)集成穩(wěn)壓器和開關(guān)集成穩(wěn)壓器等。

電壓調(diào)節(jié)器的基本工作原理是通過對輸入電壓的采樣和反饋控制，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。一般來說，電壓調(diào)節(jié)器由電壓調(diào)節(jié)器和反饋控制電路組成。

反饋控制電路檢測輸出電壓并將差值信號反饋給電壓調(diào)節(jié)器以調(diào)節(jié)輸入電壓，從而保持輸出電壓穩(wěn)定。反饋控制電路的設(shè)計和性能對穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度起著重要的作用。

穩(wěn)壓器的核心原理是調(diào)壓控制，控制輸出電壓的升高或降低。調(diào)節(jié)器通常根據(jù)控制和調(diào)節(jié)方法進(jìn)行分類。采樣電路檢測穩(wěn)壓器的輸出電壓，并將輸出電壓的變化按一定比例傳遞給控制電路。

穩(wěn)壓器

控制電路將采樣信號與參考電壓進(jìn)行比較以產(chǎn)生誤差調(diào)節(jié)信號，該誤差調(diào)節(jié)信號在整形和放大之后被發(fā)送到驅(qū)動控制當(dāng)輸出電壓上升時，它產(chǎn)生降壓控制信號，并且驅(qū)動控制電路通過電壓調(diào)節(jié)控制來降低輸出電壓。當(dāng)輸出電壓降低時，控制會反轉(zhuǎn)。

驅(qū)動控制電路對誤差調(diào)節(jié)信號進(jìn)行功率放大后控制電壓調(diào)節(jié)電路，以保持輸出電壓穩(wěn)定并形成閉環(huán)負(fù)反饋。

繼電器通常用于輸出保護(hù)、接觸器、保險絲保險絲等元件實(shí)現(xiàn)啟動延時和過流、過壓等保護(hù)功能。顯示電路會工作、監(jiān)視器上顯示保護(hù)等信息，便于監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)。

穩(wěn)壓電源的基本工作原理如下圖所示，其基本原理如下：U0=Ui U，其中U0表示調(diào)節(jié)器的輸出電壓、Ui表示調(diào)節(jié)器輸入電壓、U 代表電壓調(diào)節(jié)器的補(bǔ)償電壓當(dāng)輸入電壓增加δ時，補(bǔ)償電壓U也將相應(yīng)地改變δ U ，并且δ U=-δ保持輸出電壓恒定。

其穩(wěn)壓原理是：當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到輸出電壓變化時，根據(jù)補(bǔ)償算法控制電機(jī)M的轉(zhuǎn)速，然后驅(qū)動補(bǔ)償變壓器TV上的電刷組滑動，以改變補(bǔ)償變壓器的極性和次級繞組之間的電壓，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。

交流穩(wěn)壓器

交流穩(wěn)壓器是用于將交流電源的電壓穩(wěn)定在設(shè)定值的穩(wěn)壓器。它可以為各種設(shè)備和電路提供穩(wěn)定的交流電源。交流穩(wěn)壓器的工作原理與DC穩(wěn)壓器不同交流穩(wěn)壓器使用變壓器和電子元件來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出電壓。交流電壓調(diào)節(jié)器可以根據(jù)要求和具體設(shè)計采用不同的控制策略和技術(shù)，如磁控管（thyritor）控制、晶閘管（CR）控制、繼電器控制等。

電子型

交流電子穩(wěn)壓器有多種結(jié)構(gòu)形式一般來說，有以下四類：1)電磁穩(wěn)壓器；2)電動控制穩(wěn)壓器；3)受影響的負(fù)反饋調(diào)節(jié)器；4)通過控制繼電器以抽頭形式切換穩(wěn)壓器。整個電路主要通過電流過零檢測、采樣比較、邏輯控制和CR觸發(fā)器。

自動型

由于其可靠性成本等原因，自動交流穩(wěn)壓器一般采用雙向晶閘管作為補(bǔ)償變壓器一次繞組的開關(guān)元件，去掉自耦調(diào)壓變壓器，通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對雙向晶閘管開關(guān)狀態(tài)的實(shí)時控制，從而控制補(bǔ)償變壓器是否補(bǔ)償，以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。當(dāng)自動電壓調(diào)節(jié)器控制電壓信號的采集時，需要采樣器將連續(xù)信號轉(zhuǎn)換為離散信號，自動電壓控制保持器將離散控制信號轉(zhuǎn)換為連續(xù)信號。

直流穩(wěn)壓器

DC穩(wěn)壓器是一種將交流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定輸出DC電壓的裝置，需要對其進(jìn)行變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓的這四個環(huán)節(jié)都可以完成。因此，DC穩(wěn)壓電源由變壓器改造而成(即電源變壓器)整流電路、濾波電路、和穩(wěn)壓電路。由于實(shí)際過程中外部環(huán)境的多變性，需要增加另一級穩(wěn)壓電路來保證DC輸出電壓的穩(wěn)定輸出，設(shè)計可以采用集成穩(wěn)壓器。設(shè)計小功率穩(wěn)壓電源時，一般選擇三端穩(wěn)壓器。

線性穩(wěn)壓器

線性調(diào)節(jié)器利用由高增益運(yùn)算放大器控制的有源傳導(dǎo)器件，例如BJT或MOFET。它將內(nèi)部基準(zhǔn)電壓與采樣輸出電壓進(jìn)行比較，然后調(diào)整導(dǎo)通器件的電阻，將誤差降至零，從而保持恒定的輸出電壓。常用的線性穩(wěn)壓器稱為LDOLow Low   dropout   regulator，顧名思義，它是一種低壓差線性穩(wěn)壓器。其中，低電壓差說明輸入輸出電壓的電壓差可以很低，對提高電源轉(zhuǎn)換效率起到關(guān)鍵作用線性性能表明調(diào)節(jié)器的輸出在時域是連續(xù)的。從本質(zhì)上講，LDO是一個源源不斷的電源在電路正常工作過程中，電路本身可以看作是一個隨負(fù)載變化的電阻，從而時刻調(diào)整分壓比，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電壓輸出。

開關(guān)穩(wěn)壓器

開關(guān)穩(wěn)壓器是一種常見的電源穩(wěn)壓器，可以將不穩(wěn)定的輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電壓。與線性調(diào)節(jié)器相比，開關(guān)調(diào)節(jié)器具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括高效率、較低的功耗、開關(guān)穩(wěn)壓器體積小，散熱性能好，輸出電壓可以高于輸入電壓（升壓型）低（降壓型）或者升壓和降壓功能（升降壓型）其工作原理是通過開關(guān)電路進(jìn)行周期性的開關(guān)操作，通過儲能和能量轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能。

常見的DC-DC電源是一種開關(guān)穩(wěn)壓器它的主要工作方式是通過連續(xù)的開關(guān)操作將輸入DC電壓和LC濾波器之間的能量按所需比例輸入到濾波器中，濾波后得到所需的電壓。這種工作模式的目的是實(shí)現(xiàn)對輸入和輸出的實(shí)時監(jiān)控，并根據(jù)反饋回路的采樣結(jié)果和電路的內(nèi)部處理來確定開關(guān)功率管的開關(guān)時間，從而完成一次開關(guān)動作。

由于轉(zhuǎn)換器的外部輸入電壓和負(fù)載不斷變化，因此在開關(guān)時，首先由開關(guān)電源的反饋環(huán)路對輸入和輸出進(jìn)行采樣。根據(jù)采樣結(jié)果和開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最終確定開關(guān)功率管的開關(guān)時間，完成開關(guān)動作。通過這種實(shí)時監(jiān)控和調(diào)整的方式，DC-DC電源可以穩(wěn)定地控制輸入和輸出。

DC-DC電源有多種拓?fù)湫问剑Ｒ姷挠衎uck型（Buck）升壓型（Boot）升降壓型（Buck-Boot）等。不同的拓?fù)湫问竭m用于不同的應(yīng)用場景，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的拓?fù)湫问健?br />

負(fù)載調(diào)節(jié)率

穩(wěn)壓電源的負(fù)載調(diào)整率是指負(fù)載變化時電源輸出電壓的變化范圍。一般來說，電源的負(fù)載調(diào)整率越小，負(fù)載變化時電源輸出電壓的穩(wěn)定性越好。負(fù)載調(diào)整率通常用百分比表示。

負(fù)載調(diào)整率受電源設(shè)計的影響、電路穩(wěn)定性和其他因素的影響。好的穩(wěn)壓電源通常具有較小的負(fù)載調(diào)整率，可以在負(fù)載變化時保持輸出穩(wěn)定，不會對負(fù)載產(chǎn)生太大影響。

輸出電壓溫度系數(shù)

輸出電壓溫度系數(shù)（Temperature   coefficient   output   voltage）是穩(wěn)壓電源的輸出電壓隨溫度變化的程度。它測量不同溫度下輸出電壓的穩(wěn)定性。輸出電壓的溫度系數(shù)通常是一個百分比/攝氏度來表示。例如，電源的輸出電壓溫度系數(shù)為0.02%C表示溫度每上升1°C，輸出電壓將增加或減少0.02%

正或負(fù)溫度系數(shù)取決于電源設(shè)計和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。一般來說，溫度系數(shù)越小，意味著電源的輸出電壓對溫度變化的響應(yīng)越小，越穩(wěn)定。好的穩(wěn)壓電源通常溫度系數(shù)小，在不同的溫度環(huán)境下都能提供穩(wěn)定的輸出電壓。

電壓調(diào)節(jié)器的初始精度

穩(wěn)壓器的初始精度是指在工作的初始階段輸出電壓與設(shè)定電壓之間的偏差或誤差范圍。初始精度通常用百分比表示。比如有的LDO可以做到0.5%對于精密儀器等要求高電壓精度的應(yīng)用，初始精度為、通訊設(shè)備等，選擇初始精度較小的電壓調(diào)節(jié)器非常重要。對于一些一般應(yīng)用，初始精度較大的穩(wěn)壓器也能滿足要求。

壓差

穩(wěn)壓器的電壓差是指輸入電壓和輸出電壓之差，即它能穩(wěn)定輸出的輸入電壓和輸出電壓之間的最小容許差。例如，LDO穩(wěn)壓器的輸出電壓為1V，電壓差為0.2V。這意味著LDO監(jiān)管機(jī)構(gòu)至少需要3.2V的輸入電壓。

浪涌電流

浪涌電流（urgical   current），指電路中非常短的電流峰值或突然變化。這通常是由于通電、設(shè)備開關(guān)、過電壓和其他原因引起的瞬時電流增加。浪涌電流會對電路和電子設(shè)備造成損壞或干擾。當(dāng)電流突然增加時，可能導(dǎo)致過載，使電路元件超過其額定電流能力，并導(dǎo)致短路、燒毀等問題，浪涌電流電阻也是評價穩(wěn)壓器的重要參數(shù)。

絕對最大額定值

穩(wěn)壓器的絕對最大額定值是指穩(wěn)壓器在正常工作條件下所能承受的最大電壓、電流、功率等參數(shù)值。超過這些額定值可能會損壞調(diào)節(jié)器、失敗或不可逆轉(zhuǎn)的問題。絕對最大額定值主要包括以下重要參數(shù)：

最大輸入電壓：調(diào)節(jié)器可以安全運(yùn)行的最大輸入電壓。超過該值可能會損壞穩(wěn)壓器的內(nèi)部電路或部件。

最大輸出電壓：穩(wěn)壓器可以穩(wěn)定最大輸出電壓。超過該值可能會導(dǎo)致輸出電壓不穩(wěn)定、電路故障或損壞。

最大輸出電流：調(diào)節(jié)器可以提供的最大輸出電流。超過該值可能導(dǎo)致調(diào)節(jié)器過載、過熱或損壞。

最大功耗：調(diào)節(jié)器內(nèi)部可以承受的最大功耗。超過該值可能導(dǎo)致調(diào)節(jié)器過熱，影響其性能或損壞。

瞬態(tài)響應(yīng)

瞬態(tài)響應(yīng)是指當(dāng)負(fù)載或輸入電壓瞬時變化時，電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓可以很快、恢復(fù)穩(wěn)定的能力。瞬態(tài)響應(yīng)是評價穩(wěn)壓器性能的重要指標(biāo)之一。電壓調(diào)節(jié)器的瞬態(tài)響應(yīng)與其內(nèi)部控制環(huán)路和輸出電壓調(diào)節(jié)電路的性能有關(guān)。更好的調(diào)節(jié)器通常反應(yīng)更快、小峰值偏差和過沖響應(yīng)。

當(dāng)負(fù)載或輸入電壓瞬間變化時，穩(wěn)壓器需要快速調(diào)整以穩(wěn)定輸出電壓，從而保持電路或設(shè)備正常工作。

在電力系統(tǒng)中，電壓調(diào)節(jié)器通過調(diào)節(jié)電壓來維持電網(wǎng)電壓在一定范圍內(nèi)，保證電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。通過調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器的輸出電壓，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓穩(wěn)壓的目的，從而保證用戶設(shè)備的電壓穩(wěn)定，避免電壓波動對設(shè)備的影響。此外，還可以通過控制發(fā)電機(jī)輸出電壓的大小和波動范圍來調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)中的電壓，從而確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性。穩(wěn)壓器可以用來補(bǔ)償輸電線路中的損耗，通過補(bǔ)償損耗電壓來保證電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。

穩(wěn)壓器也廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中電子設(shè)備對電源的要求非常高一旦電壓波動，可能會損壞設(shè)備或降低工作效率，甚至影響設(shè)備的使用壽命。穩(wěn)壓器可以控制電壓，以確保供應(yīng)的電源電壓始終穩(wěn)定，從而確保設(shè)備的正常運(yùn)行。穩(wěn)壓器可以通過濾波電路降低這些干擾信號的幅度，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。此外，該穩(wěn)壓器還可以通過切換電壓來實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備之間的電壓調(diào)節(jié)和切換。例如，不同的設(shè)備需要不同的電壓，電壓調(diào)節(jié)器可以調(diào)整輸出電壓以滿足這些要求。

在工業(yè)生產(chǎn)線和設(shè)備的生產(chǎn)過程中，電源的穩(wěn)定性對于生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行至關(guān)重要。穩(wěn)壓器可以保持電源電壓的穩(wěn)定，避免電網(wǎng)電壓波動對工業(yè)設(shè)備的影響，保證生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。

許多醫(yī)療設(shè)備需要非常高的電源穩(wěn)定性，例如心臟監(jiān)護(hù)儀、呼吸機(jī)等。通過穩(wěn)壓器的應(yīng)用，醫(yī)療設(shè)備可以獲得穩(wěn)定可靠的電源，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，提高醫(yī)療診斷和治療的準(zhǔn)確性和可靠性，保障患者的安全和健康。