电源系统中负载前的最后一个阶段是调节器部分。现在让我们尝试了解什么是监管机构以及监管机构的职能。

电子学中涉及电力控制和转换的部分可以称为电力电子学。调节器是电力电子设备中的重要设备，因为它可以控制功率输出。

需要监管者

为了使电源产生恒定的输出电压，而与输入电压变化或负载电流变化无关，需要一种电压调节器。

调压器是这样一种设备，它可以保持恒定的输出电压，而不是施加的输入电压的任何波动或负载引起的电流变化。下图给出了实际调节器的外观概念。

调节器类型

调节器可以根据其工作方式和连接类型分为不同的类别。

根据调节类型，调节器主要分为两种类型，即线路调节器和负载调节器。

• 线路调节器-尽管输入线路变化，也可将输出电压调节为恒定的调节器，它被称为线路调节器。

• 负载调节器-尽管输出端负载变化，仍可将输出电压调节为恒定的调节器，称为负载调节器。

根据连接类型，有两种类型的稳压器。他们是

• 串联稳压器
• 并联稳压器

它们在电路中的布置将如下图所示。

让我们看看其他重要的调节器类型。

齐纳稳压器

齐纳电压调节器是一种使用齐纳二极管调节输出电压的稳压器。我们已经在BASIC ELECTRONICS教程中讨论了有关齐纳二极管的详细信息。

当齐纳二极管在击穿区或齐纳区工作时，其两端的电压对于流经它的电流的大变化基本上是恒定的。齐纳二极管的这一特性使它成为良好的稳压器。

下图显示了一个简单的齐纳稳压器的图像。

当所施加的输入电压$ V_i $增加超过齐纳电压$ V_z $时，则齐纳二极管在击穿区域中工作并在负载两端保持恒定电压。串联限制电阻$ R_s $限制输入电流。

稳压稳压器的工作

尽管负载变化和输入电压波动，齐纳二极管仍可保持其两端的电压恒定。因此，我们可以考虑4种情况来了解齐纳稳压器的工作原理。

情况1-如果负载电流$ I_L $增加，则流过齐纳二极管$ I_Z $的电流将减小，以使流过串联电阻$ R_S $的电流保持恒定。输出电压Vo取决于输入电压Vi和串联电阻$ R_S $两端的电压。

这可以写成

$$ V_o = V_ {in} -IR_ {s} $$

$ I $是恒定的。因此，$ V_o $也保持不变。

情况2-如果负载电流$ I_L $减小，则通过齐纳二极管$ I_Z $的电流增加，因为通过RS串联电阻的电流$ I_S $保持恒定。尽管流过齐纳二极管的电流$ I_Z $增加了，但它保持了恒定的输出电压$ V_Z $，这使负载电压保持恒定。

情况3-如果输入电压$ V_i $增加，则通过串联电阻RS的电流$ I_S $增加。这增加了电阻两端的电压降，即$ V_S $增加。尽管通过齐纳二极管$ I_Z $的电流随之增加，但齐纳二极管$ V_Z $两端的电压保持恒定，从而保持输出负载电压恒定。

情况4-如果输入电压降低，则流经串联电阻的电流减小，从而使流过齐纳二极管$ I_Z $的电流减小。但是齐纳二极管由于其特性而使输出电压保持恒定。

齐纳稳压器的局限性

齐纳稳压器有一些限制。他们是-

• 对于重载电流，效率较低。
• 齐纳阻抗会稍微影响输出电压。

因此，齐纳稳压器被认为对低压应用有效。现在，让我们看一下使用晶体管制成的其他类型的稳压器。

晶体管串联稳压器

该稳压器具有一个与齐纳稳压器串联的晶体管，两者均与负载并联。晶体管用作可变电阻器，调节其集电极发射极电压，以保持输出电压恒定。下图显示了晶体管串联稳压器。

在输入工作条件下，流经晶体管基极的电流改变。这影响了晶体管$ V_ {BE} $的基极发射极结两端的电压。齐纳电压$ V_Z $保持恒定的输出电压。由于两者保持相等，因此输入电源的任何变化都由发射极基极电压$ V_ {BE} $的变化表示。

因此，输出电压Vo可以理解为

$$ V_O = V_Z + V_ {BE} $$

晶体管串联稳压器的工作

对于输入和负载变化，应考虑串联稳压器的工作。如果输入电压增加，则输出电压也增加。但这又使齐纳电压$ V_Z $保持恒定，从而使集电极基极结$ V_ {BE} $上的电压降低。随着跨发射极集电极区域的电阻增加，传导减小。这进一步增加了集电极发射极结VCE两端的电压，从而降低了输出电压$ V_O $。当输入电压降低时，这将类似。

当负载发生变化时，这意味着如果负载的电阻减小，负载电流$ I_L $增大，则输出电压$ V_O $减小，发射极基极电压$ V_ {BE} $增大。

随着发射极基极电压$ V_ {BE} $的增加，传导增加，从而减小了发射极-集电极电阻。这又增加了输入电流，从而补偿了负载电阻的减小。当负载电流增加时，这将类似。

晶体管串联稳压器的局限性

晶体管串联稳压器具有以下限制-

• 电压$ V_ {BE} $和$ V_Z $受温度升高的影响。
• 无法对大电流进行良好的调节。
• 功耗高。
• 功耗高。
• 效率较低。

为了最小化这些限制，使用了晶体管并联稳压器。

晶体管并联稳压器

晶体管并联稳压器电路是通过在输入端串联一个电阻器和一个其基极和集电极通过稳压二极管连接的晶体管形成的，稳压二极管均与负载并联。下图显示了晶体管并联稳压器的电路图。

晶体管并联稳压器的工作

如果输入电压增加，$ V_ {BE} $和$ V_O $也将增加。但这最初会发生。实际上，当$ V_ {in} $增加时，当前的$ I_ {in} $也增加。该电流流过RS时，会导致串联电阻两端的电压降$ V_S $，并且随着$ V_ {in} $的增加而增加。但这会使$ V_o $减少。现在，$ V_o $的减少补偿了初始增加，使其保持恒定。因此，$ V_o $保持恒定。相反，如果输出电压降低，则会发生相反的情况。

如果负载电阻减小，则输出电压$ V_o $应当减小。通过负载的电流增加。这使得晶体管的基极电流和集电极电流减小。随着电流的大量流过，串联电阻两端的电压变低。输入电流将恒定。

出现的输出电压将是施加电压$ V_i $与串联电压降$ V_s $之差。因此，将增加输出电压以补偿初始下降，从而保持恒定。如果负载电阻增加，则相反。

IC稳压器

如今，稳压器以集成电路(IC)的形式提供。这些简称为IC稳压器。

除了常规稳压器之类的功能外，IC稳压器还具有内置于设备中的诸如热补偿，短路保护和电涌保护之类的属性。

IC稳压器的类型

IC稳压器可以是以下类型-

• 固定正稳压器
• 固定负电压调节器
• 可调稳压器
• 双轨稳压器

现在让我们详细讨论它们。

固定正电压调节器

这些调节器的输出固定为特定值，并且这些值均为正，这意味着提供的输出电压为正电压。

最常用的系列是7800系列，其IC将类似于IC 7806，IC 7812和IC 7815等，它们分别提供+ 6v，+ 12v和+ 15v作为输出电压。下图显示了为提供固定的10v正稳压输出电压而连接的IC 7810。

在上图中，输入电容器$ C_1 $用于防止不必要的振荡，输出电容器$ C_2 $作为线路滤波器来改善瞬态响应。

固定负电压调节器

这些调节器的输出固定为特定值，并且这些值均为负值，这意味着提供的输出电压为负电压。

最常用的系列是7900系列，其IC将类似于IC 7906，IC 7912和IC 7915等，它们分别提供-6v，-12v和-15v作为输出电压。下图显示了为提供固定的10v负稳压输出电压而连接的IC 7910。

在上图中，输入电容器$ C_1 $用于防止不必要的振荡，输出电容器$ C_2 $作为线路滤波器来改善瞬态响应。

可调稳压器

可调电压调节器具有三个端子IN，OUT和ADJ。输入和输出端子是公共端子，而可调端子则配有可变电阻器，该电阻器可使输出在较大范围内变化。

上图显示了驱动LM 317可调IC稳压器的非稳压电源，该稳压器通常使用。 LM 317是三端正可调电压稳压器，可在1.25v至37v的可调输出范围内提供1.5A的负载电流。

双跟踪稳压器

当需要分流电源时，使用双轨稳压器。这些提供相等的正负输出电压。例如，RC4195 IC提供+ 15v和-15v的DC输出。这需要两个未调节的输入电压，例如正输入可能在+ 18v至+ 30v之间变化，而负输入可能在-18v至-30v之间变化。

上图显示了双通道RC4195 IC稳压器。也可提供可调式双粘性调节器，其输出在两个额定极限之间变化。