如何用电阻来调节电源输出并保护电源不
出故障
几乎所有电源设计中的电阻选择都有不同的特性优先级和性能要求，包括需要能够处理高电压、大电流和高功率的电阻器，以及需要低容差的电阻器。本文将重点介绍如何使用电阻来调节电源输出并保护电源不出故障。
市场上有各种各样的供电电源，这些电源设计中采用的多种电阻器更是大大拓展了选择范围。为明确起见，本文所涉及的电源是指具有高达几千伏固定直流输出的电源设备。
无论何种应用，电源设计人员都必须了解所适用领域的具体安全或环境规定，以及实际的电气性能。本文将重点介绍如何使用电阻来调节电源输出并保护电源不出故障。
电源的分类通常取决于输入是交流还是直流，以及使用何种类型的调节方式来提供正确的直流输出，通常是开关模式或线性模式。
工频线电压通常为AC-DC电源供电，而电池或任何其它直流电源则提供DC-DC供电。这些DC-DC转换器使用开关模式技术将输入电压调节为更高(升压)或更低(降压)的输出电压。
现成的电源适于许多市场和常规用途，但在某些情况下需要定制设计。
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线性稳压器
要了解组件在电源中的作用，有必要了解电源工作的基本原理。许多工程师都记得设计一个如图1所示的电路。该电路使用齐纳二极管为负载(R2)提供恒定电压。R1用于提供最小电流以保持齐纳二极管处于恒定击穿状态，并提供负载电流。
图1：一个简单的齐纳二极管稳压器电路
此类系统适用于功率较低且供电电压和负载都相当稳定的电路。如果负载电流降低或电源电压突然增加，则可能会超出齐纳二极管的额定功耗。这种电路中的电阻很容易选择，只要其额定功率符合齐纳二极管和负载的组合功率要求即可。
对于供电电压或负载可能变化的电源，串联设计可以使用传输晶体管(pass transistor)，这将确保负载电流稳定，并可将电压输出降低到所期望的范围。
图2示出了这种电路。这些设计通常使用IC或低压差(LDO)稳压器来调节负载电源。由R1和R2形成的分压器感测并设置相对于
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参考电压的电压输出。如果电路具有固定输出，则分压器位于内部；对于其它应用，可以在外部放置一两个电阻。
选择电阻值以提供所需的比率，最重要的考虑因素是精度。如果比较器电路具有高增益和高输入阻抗，则可以使用图1中的公式轻松计算最差情况下的数值，首先选R1最大值和R2最小值，然后选R2最大值和R1最小值。这些计算可显示出与期望输出的最大电压偏差。
开关电源
由于串联的传输器件和负载都会消耗能量，线性电源可能效率比较低。随着负载上压降的增加，效率会更低。
图2：线性串联稳压器简图
为提高效率，设计师经常使用另一种电源拓扑结构。开关电源(SMPS)采用未经调节的输入直流电压，并以高频率(10kHz至1MHz)进行切换。占空比决定整流和平滑后的直流输出电压。
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如何用电阻来调节电源输出并保护电源不出故障
