shichangshangyougezhonggeyangdegongdiandianyuan，zhexiedianyuanshejizhongcaiyongdeduozhongdianzuqigengshidadatuozhanlexuanzefanwei。weimingqueqijian，benwensuoshejidedianyuanshizhijuyougaodajiqianfugudingzhiliushuchudedianyuanshebei。

 

無wu論lun何he種zhong應ying用yong，電dian源yuan設she計ji人ren員yuan都dou必bi須xu了le解jie所suo適shi用yong領ling域yu的de具ju體ti安an全quan或huo環huan境jing規gui定ding，以yi及ji實shi際ji的de電dian氣qi性xing能neng。本ben文wen將jiang重zhong點dian介jie紹shao如ru何he使shi用yong電dian阻zu來lai調tiao節jie電dian源yuan輸shu出chu並bing保bao護hu電dian源yuan不bu出chu故gu障zhang。

 

電源的分類通常取決於輸入是交流還是直流，以及使用何種類型的調節方式來提供正確的直流輸出，通常是開關模式或線性模式。

 

工頻線電壓通常為AC-DC電源供電
，而電池或任何其它直流電源則提供DC-DC供電。這些DC-DC轉換器使用開關模式技術將輸入電壓調節為更高（升壓）或更低（降壓）的輸出電壓。

 

現成的電源適於許多市場和常規用途
，但在某些情況下需要定製設計。

 

線性穩壓器

 

要了解組件在電源中的作用
，有必要了解電源工作的基本原理。許多工程師都記得設計一個如圖1所示的電路。該電路使用齊納二極管為負載（R2）提供恒定電壓。R1用於提供最小電流以保持齊納二極管處於恒定擊穿狀態
，並提供負載電流。

 

圖1：一個簡單的齊納二極管穩壓器電路。

 

cileixitongshiyongyugonglvjiaodiqiegongdiandianyahefuzaidouxiangdangwendingdedianlu。ruguofuzaidianliujiangdihuodianyuandianyaturanzengjia
，zekenenghuichaochuqinaerjiguandeedinggonghao。zhezhongdianluzhongdedianzuhenrongyixuanze，zhiyaoqiedinggonglvfuheqinaerjiguanhefuzaidezuhegonglvyaoqiujike。

 

對於供電電壓或負載可能變化的電源，串聯設計可以使用傳輸晶體管（pass transistor）
，這將確保負載電流穩定，並可將電壓輸出降低到所期望的範圍。

 

圖2示出了這種電路。這些設計通常使用IC或低壓差（LDO）穩壓器來調節負載電源。由R1和R2形成的分壓器感測並設置相對於參考電壓的電壓輸出。如果電路具有固定輸出，則分壓器位於內部；對於其它應用
，可以在外部放置一兩個電阻。

 

選擇電阻值以提供所需的比率，最重要的考慮因素是精度。如果比較器電路具有高增益和高輸入阻抗，則可以使用圖1中的公式輕鬆計算最差情況下的數值，首先選R1最大值和R2最小值，然後選R2最大值和R1最小值。這些計算可顯示出與期望輸出的最大電壓偏差。

 

開關電源

 

由於串聯的傳輸器件和負載都會消耗能量，線性電源可能效率比較低。隨著負載上壓降的增加，效率會更低。

 

圖2：線性串聯穩壓器簡圖。

 

為提高效率，設計師經常使用另一種電源拓撲結構。開關電源（SMPS）采用未經調節的輸入直流電壓，並以高頻率（10kHz至1MHz）進行切換。占空比決定整流和平滑後的直流輸出電壓。

 

SMPS輸出的調節也使用分壓器，但是要調節開關頻率和占空比。通過避免線性穩壓器壓降帶來的損失，SMPS可實現高達95％的效率。由於高頻變壓器和濾波器/儲能電容器尺寸要小得多，SMPS也可能比類似功率的線性AC-DC電源設計更緊湊。

 

SMPSdezhuyaoquedianshitayaoqiubixuyouzuixiaofuzai
，kongzaizhuangtaikenenghuisunhuaidianyuan。weibimianzhezhongqingkuang，shejirenyuanjingchangshiyongyigegonglvdianzuzuoweijiafuzai。ruguozhufuzaiduankai
，gaidianzuqikeyiyongyuxishouzuixiaodetedingfuzaidianliu。dangran，jiafuzaidianzuyehuiyougonghao
，congeryingxiangzhengtidianyuanxiaolv
，yincizaixuandingdianzushixuyaokaolvzhegeyinsu。guibigaiwentidelingyizhongfangfashidangfuzaikailushizaishuchuduanshiyongfenliudianzu。chuyuanquanmude，SMPS設計也會采用其它電阻器。低阻值、高功率電阻器通常可防止過壓情況。而限流設計則可防止短路。

 

此類開關技術也可以用於DC-DC轉換器設計
，將直流電壓的一個值調節為另一個值。降壓轉換器在工作原理上非常類似於前述的SMPS設計。升壓轉換器則使用電荷泵技術輸出比輸入端更高的電壓。這兩種技術都使用類似方法來調節輸出電壓並提供電路保護。

 

電阻器在電源設計中的其它用途

 

放電電阻器主要用於對電路中的電容器進行放電。它們與負載並聯
，在AC-DC和DC-DCzhuanhuanqizhongfenbieyongyuduipinghuadianrongqihechunengdianrongqijinxingfangdian。dianyuanguanbihou，dianrongqibaochichongdianzhuangtai，youkenengduiyonghuzaochengshanghai，yincixuyaofangdian。dangweizhexiangrenwuxuanzedianzushi，xuyaoquanhengliangdian：它們應具有足夠高的阻值

，以便當電路工作時耗電很少；為給電容器快速放電，其阻值又要足夠低。

 

浪湧限製電阻器可以限製AC-DC電dian源yuan在zai初chu次ci接jie通tong並bing且qie儲chu能neng電dian容rong器qi充chong電dian時shi可ke能neng引yin起qi的de浪lang湧yong電dian流liu量liang。這zhe些xie電dian阻zu通tong常chang阻zu值zhi很hen低di，並bing且qie與yu交jiao流liu電dian源yuan線xian串chuan聯lian。對dui於yu更geng高gao功gong率lv的de電dian源yuan，通tong常chang使shi用yong負fu溫wen度du係xi數shu（NTC）電dian阻zu器qi來lai達da到dao這zhe一yi目mu的de。這zhe些xie電dian阻zu的de阻zu值zhi隨sui自zi身shen發fa熱re而er下xia降jiang。使shi用yong此ci類lei電dian阻zu器qi的de一yi個ge缺que點dian是shi在zai工gong作zuo期qi間jian溫wen度du必bi須xu保bao持chi恒heng定ding以yi確que保bao維wei持chi為wei低di阻zu值zhi。第di三san種zhong方fang案an是shi使shi用yong脈mai阻zu（pulse-resistant）電阻器，這些電阻器的功率通常以焦耳為單位。它能比采用瓦為單位的正常持續功率標度更好地表述其功能。

 

平衡電阻器用於在使用多個電源時調製負載電流。通常，與使用單個高功率大電源相比，並聯設置使用多個DC-DC轉換器可以更便宜、更節能、更緊湊。在設計此類電路時，不能簡單地將輸出連接在一起，必須采用一個方法來確保平均分擔負載。圖3顯示RSHARE電阻填平了轉換器輸出之間的餘差。

 

圖3：平衡電阻在DC-DC轉換器之間分擔負載。

 

zhezhongfuzaifendanfangfayeyongyuqitaleixingdedianyuansheji
，tebieshinaxieshiyonggonglvjingtiguandesheji。binglianduogejingtiguanweifuzaigongdian，fuzaifenpeidianzuzaichuanlianzhongshiyong。

 

另一種需要平衡的場合如圖4所示。在這種情況下，儲能電容器與直流電源輸出串聯。電解電容器的漏電流起的作用類似於跟電容器並聯的電阻，如圖中的RL1和RL2。這(zhe)些(xie)阻(zu)值(zhi)可(ke)能(neng)會(hui)有(you)相(xiang)當(dang)大(da)的(de)變(bian)化(hua)
，並(bing)且(qie)由(you)於(yu)它(ta)們(men)在(zai)整(zheng)個(ge)輸(shu)出(chu)端(duan)起(qi)分(fen)壓(ya)器(qi)的(de)作(zuo)用(yong)，可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)容(rong)器(qi)兩(liang)端(duan)的(de)壓(ya)差(cha)超(chao)過(guo)電(dian)容(rong)器(qi)額(e)定(ding)值(zhi)。匹(pi)配(pei)的(de)電(dian)阻(zu)器(qi)RB1和RB2抵消了這種效應。

 

圖4：平衡電阻器確保輸出電容器兩端的電壓相等。

 

高gao壓ya分fen壓ya器qi用yong於yu向xiang調tiao節jie電dian路lu提ti供gong反fan饋kui。這zhe些xie電dian阻zu器qi通tong常chang還hai有you其qi它ta次ci要yao作zuo用yong，例li如ru監jian測ce除chu顫chan器qi中zhong的de高gao壓ya電dian源yuan
，以yi及ji為wei儲chu能neng電dian容rong器qi充chong電dian並bing在zai期qi望wang的de充chong電dian電dian平ping下xia關guan斷duan電dian源yuan。

 

高gao電dian流liu檢jian測ce用yong於yu測ce量liang供gong電dian電dian流liu。這zhe種zhong測ce量liang方fang法fa采cai用yong分fen流liu電dian流liu表biao原yuan理li
，需xu要yao串chuan聯lian一yi個ge低di值zhi電dian阻zu

，並bing測ce量liang其qi上shang的de壓ya降jiang以yi計ji算suan電dian流liu大da小xiao。此ci類lei電dian路lu設she計ji必bi須xu綜zong合he考kao慮lv電dian阻zu的de選xuan擇ze，一yi方fang麵mian要yao求qiu低di阻zu值zhi以yi最zui大da限xian度du地di減jian少shao發fa熱re和he功gong耗hao，另ling一yi方fang麵mian又you要yao求qiu高gao阻zu抗kang以yi便bian於yu測ce量liang。

 

總結

 

幾乎所有電源設計中的電阻選擇都有不同的特性優先級和性能要求，包括需要能夠處理高電壓、大電流和高功率的電阻器
，以及需要低容差的電阻器。通常還需要電阻具有特定的屬性，如浪湧抑製能力或負TCR等。

 

本文轉載自電子技術設計。