恆壓源電路

在電路當中常常會用到輸出恆定電壓的電源，在電子線路中保證電壓恆定的部分叫做恆壓源，屬於電源的一種。一種恆壓源電路，具有輸入端、輸出端、用於產生具有波電壓的恆壓的恆壓源單元、和用於消除波電壓以便在輸出端輸出沒有波電壓的恆壓的波消除電路單元，所述波消除電路單元包括連線在所述恆壓源單元和所述輸出端之間的電阻器。波電壓檢測電路單元，用於檢測所述波電壓並根據所檢測的波電壓輸出信號。電流電路單元，用於從所述波電壓檢測電路單元接收信號並回響所接收的信號向所述輸出端提供電流或從所述電阻器吸收電流，從而消除在該輸出端處的波電壓。

理想電壓源內阻為0， 實際上不可能內阻為0。並且有電流限制範圍的，而且電壓也有波動誤差範圍。最簡單的是串聯穩壓、並聯穩壓、三端穩壓、開關穩壓。

基本介紹

• 中文名：恆壓源電路
• 外文名：Constant voltage source circuit
• 組成：由信號源和電流控制電壓源
• 特點：不因環境溫度變化而改變
• 目的：保證輸出電晶體的電壓穩定
• 分類：開關電源、線性電源

常用的恆壓源

開關電源

開關電源屬於高頻，是目前最主流的電源，功率從幾瓦到幾千瓦。利用的原理是用脈衝去控制開關管的通斷，有規律的反覆開關，所以叫開關電源。 不管是反激、正激、半橋、全橋等都是這個原理。

線性電源

線性電源屬於低頻，它的線性電源很簡單，就一個變壓器利用匝數比的原理。然後在用橋式整流得出所需要的電壓。雖然這種電源存在輸出功率小、體積大的缺點，但是它的紋波小、干擾小，所以很多數字產品還是在用。

電路圖及原理

恆壓源是其輸出電流改變時，其端電壓保持穩定，而理想的恆壓源為不因負載（輸出電流）變化而改變，不因輸入電壓變動而改變，不因環境溫度變化而改變，內阻r等於零。

恆壓源是其輸出電流改變時，其端電壓亦不變，而保持穩定，而理想的恆壓源為：

（1）不因負載(輸出電流)變化而改變；
（2）不因輸入電壓變動而改變；
（3）不因環境溫度變化而改變；
（4）內阻r等於零。

恆壓源之電路符號如圖1、圖2所示。

圖1 理想的恆壓源

圖2 實際的恆壓源

理想的恆壓源，其內阻r等於零，使電壓降等於零，令其電壓可以全部輸出至負載。 但實際的恆壓源皆有內阻r存在。

以正向偏壓B-E接面做成的恆壓源如圖3所示。

圖3 以正向偏壓B-E接面做成的恆壓源

因V_BE電壓受IB變化影響很微，大約導通後便保持0.7V不變，將B-C短路，可近似一隻二極體利用多隻晶體三極體，部份將B-C短路成二極體，而一隻作為射極跟隨器，以推動輸出。

圖4 PN結電壓變化與溫度變化關係

在積體電路（Integrated Circuit）內，利用三極體的B-E接面，接成反向偏壓狀態， 便成穩壓二極體，而穩壓在5.5V至7V之間。但穩壓二極體恆壓源會因溫度變化而不穩定。

有溫度補償之穩壓二極體恆壓源如圖4所示。

Vo = V_Z+V_BE× 2 V_BE= V_Z+V_BE
V_BE之溫度係數： -2.3mV/℃

V_Z < 6V，溫度係數為負
V_Z = 6V，溫度係數為零
V_Z > 6V，溫度係數為正

IC內部B-E接面之穩壓電壓約為7V，溫度係數為正，與二極體之負溫度係數互相抵消。 利用B-E接面成為電壓倍增之恆壓源。

溫度補償：( V_BE↓ = －2.3mV/℃)
當T o↑→V_BE2↓→V_R↑
(∵V_CC =V_R3 + V_BE2 +V_R
　　 ∴ V_R↑= V_CC–V_R3–V_BE2↓)
同時T o↑→V_BE1↓→V_R↓
(∵VR = V_R1 + V_R2 = V_R1+_VBE1 ∴ V_R↓ =V_R1 +V_BE1↓)

∴V_R =0∴V_R↑ ↓抵消

與恆流源區別

（1）恆壓電源的在允許的負載情況下，輸出的電壓是恆定的，不會隨負載的變化而變化。通常套用在小功率的LED模組。恆壓電源就是我們常說的穩壓電源，能保證負載（輸出電流）變動的情況下，保持電壓不變。

（2）恆流電源在允許的負載情況下，輸出的電流是恆定的，不會隨負載的變化而變化，通常套用在大功率的LED產品上面在高檔的小功率LED產品中也會用到LED恆流電源。如果要想加長LED產品的壽命，LED電源的選擇很重要，而恆流源電源是LED的最佳選擇對像。恆流源則是在負載變化的情況下，能相應調整自己的輸出電壓，使得輸出電流保持不變。我們見到的開關電源，基本全部都是恆壓電源。恆流電源的開關電源實際上就是在恆壓源的基礎上，內部在輸出電路上，加上取樣電阻，電路保證這個取樣電阻上的壓降不變，來實現恆流輸出的。

電路的優缺點

優點：能夠對負載輸出恆定電壓的電源，理想的恆壓電源的內阻為零。

缺點：使用時不能短路。