電源供應與電壓調節
穩壓電源供應器(regulated power supply)
穩壓電源在原始電源上加了大腦:一個回授迴路,盯著自己的輸出、不斷調整以把電壓穩住,不論市電怎麼漂移、負載要多少電流。如果未穩壓電源是雨水桶,穩壓電源就是裝了浮球閥的水塔——不管下不下雨、你在不在放洗澡水,水位都死守不變。
在它內部,穩壓器把輸出與一個固定的電壓參考(穩定的量尺)相比,並驅動一個控制元件去修正任何差距——這正是負回授的恆溫器概念。線性穩壓器藉由像自動閥一樣調整一顆串聯電晶體來做這件事,把多餘的能量燒成熱;交換式穩壓器則把輸入切成通斷、把能量存在電感裡,效率高得多。無論哪種,結果都是一條穩住的電源軌,例如在很寬的輸入電壓與負載電流範圍內守住 5.00 V,漣波與漂移被迴路增益狠狠壓下。
為何重要:幾乎每個敏感電路都需要穩壓的電源軌。數位邏輯若電源下沉會閂鎖或重置;運放與類比數位轉換器是以自己的電源或參考為基準量測,所以游移的電源軌會污染每一筆讀值;精密類比需要毫伏級的穩定。兩個誠實的數字描述穩壓器有多好:線調節率(輸入變動時輸出移動多少)與負載調節率(負載變動時輸出移動多少)。兩者都應極小——常是百分之零點幾。
餵給一顆 5 V 穩壓器 8 V 到 35 V 之間任何輸入、抽取 0 到 1 A,輸出都守在 5.0 V 上下幾毫伏。線調節率也許整個輸入範圍只有 5 mV;負載調節率也許從空載到滿載只有 10 mV——這是未穩壓電源做夢都達不到的。
一個對著參考電壓的回授迴路,把電源軌穩穩守住,抵抗市電與負載。
調節率不等於低漣波或低雜訊。穩壓器可以把平均電壓守得很完美,卻仍漏過交換尖峰或高頻雜訊;依你的應用,調節率與雜訊規格都要看。
又稱
另見