线性稳压器和DC-DC开关稳压器的工作原理

稳压器是将电压转换为较低(或更高)电平的组件。

一个典型的例子是，如果你想使用9V电池，但电路中需要5V。例如，创建便携式 USB 充电器。然后，您可以使用稳压器，该稳压器将9V作为输入，并创建稳定的5V输出以在电路中使用。或者，如果您正在构建的电路需要不同的电压电平。假设您有一个电路，其中的微控制器需要5V，电机需要12V。您可以只使用一个12V电源，并添加一个为微控制器提供5V电压的稳压器，而不是使用两个电源。

如何连接稳压器

通常，您需要将一些额外的组件连接到稳压器，以使输出更加稳定。至少一个或两个电容器。但这取决于您选择的哪种稳压器。您可以在其数据表中找到有关如何连接特定稳压器的信息。例如，电压调节器7805是一个常见的。它为您提供5V输出。从7805数据表中，您可以找到此示例电路，该电路显示您需要两个电容器：

稳压器类型

有两种常见类型的稳压器值得了解：

线性稳压器

DC-DC开关稳压器

线性稳压器是最简单的稳压器，只需要几个电容器，也许还需要一两个电阻器即可工作。线性稳压器的示例包括输出电压可调的 7805 和 LM317。

DC-DC开关稳压器稍微复杂一些，需要电感器和二极管才能工作。较为常见的一个例子是LM2596。但通常你可以找到这些作为小模块(寻找DC-DC转换器)，它们在电路板上具有所需的一切。

两者之间的主要区别在于线性稳压器比开关稳压器浪费更多的功率。因此，如果您不提供良好的冷却，线性稳压器很容易变得非常温暖。此外，开关稳压器是唯一可以为您提供比您输入的输出电压更高的稳压器。线性稳压器将始终为您提供较低的输出电压。

线性稳压器的工作原理

设计线性稳压器的方法有很多种。这可能是最简单的方法之一：

输出将始终是二极管的齐纳电压减去晶体管的电压。V是通常在0.6V至0.7V左右。因此，使用5.6V齐纳二极管，输出端将达到5V左右。如果输出电压超过5V，则意味着V是变低。这将使晶体管降低电流，使电压再次下降。如果输出低于5V，则会发生相反的情况。

开关稳压器的工作原理

另一种主要类型是开关稳压器。这是一个稳压器，它打开和关闭输入电压，并使用电感器的一些智能电路技巧以更节能的方式转换电压。主要有 3 种类型：

降压转换器 – 可转换为较低电压

升压转换器 – 可转换为更高电压

降压-升压转换器 – 可转换为较低和较高电压

以下是降压转换器的基本概念：

当开关被按下时，电流从电池流入电感器、电容器和负载。电感器和电容器都充电。当开关被释放时，电感和电容器中存储的能量为负载提供电流。在现实生活中，开关被晶体管取代。并且有一种检测机制可以检查输出电压，并更快地打开和关闭晶体管(以获得更高的电压)或更慢(以获得更低的电压)。