稳压和非稳压电源之间的区别

在电子工程中，我们通常会经常听到 “稳压电源” 和 “非稳压电源” 这两个术语。那么这两个电源有哪些不同呢？稳压电源和非稳压电源又分别用在什么场合呢？下面我们就来详细讲解一下这两种电源之间的区别。

什么是稳压电源和非稳压电源？

稳压电源是一种可以输出稳定电压的电源。不管输入电压有多高或者多低，稳压电源输出电压都可以控制在一定的范围内。而非稳压电源，则输出的电压随着输入电压的变化而发生变化。

非稳压电源举例

最简单的非稳压电源就是直接把电池的正极和负极直接连到电路中。这样一来，输出电压是由电池的电动势决定的。电池电动势本身是不稳定的，而且随着电池工作时间的延长，电动势还会逐渐下降。这意味着在某些情况下，和电池相连的电路可能会获得不一致或者不可预期的输出电压。

我们可以通过下面的C语言代码，来模拟一个非稳压电源：

#include <stdio.h>

int main() {
    int battery_voltage = 5;  // 电池电压为5伏
    int circuit_resistance = 10;  // 电路阻值为10欧
    int circuit_current = battery_voltage / circuit_resistance;  // 电路电流
    int output_voltage = circuit_current * circuit_resistance;  // 电路输出电压
    printf("Non-stabilized power supply output voltage is %d V\n", output_voltage);
    return 0;
}

稳压电源举例

为了解决电池电动势不稳定的问题，稳压电源将输入电压转换为稳定的输出电压。这个输出电压通常是通过将输入电压和放大器反馈回路中的电压进行比较来控制的。比如，常规的稳压电源通常使用 Zener 二极管作为稳压器，来控制输出电压。

我们可以通过下面的Python代码，来模拟一个稳压电源：

# 引入必要的库
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
%matplotlib inline

# 输入电压
input_voltage = 10
# 稳压器的 Zener 二极管电压
zener_voltage = 5

# 电路中的负载范围
load_resistance = np.arange(1, 20)
# 稳压器输出的电压集合
output_voltage = np.empty_like(load_resistance, dtype=np.float32)

# 计算输出电压
for i, resistance in enumerate(load_resistance):
    output_voltage[i] = (input_voltage - zener_voltage) * resistance / (resistance + 1000) + zener_voltage

# 画出输出电压的图像
plt.plot(load_resistance, output_voltage)
plt.title('Stabilized power supply output voltage')
plt.xlabel('Load resistance (Ohm)')
plt.ylabel('Output voltage (V)')
plt.show()

上面的代码会画出一个在不同负载范围内输出电压的图像。我们可以看到，在任何情况下，稳压电源的输出电压都保持在约5V，这是因为我们使用的稳压程序将输入电压转换为稳定的输出电压。

稳压电源与非稳压电源的区别

稳压电源和非稳压电源之间的最显著的区别是输出的电压是否稳定。稳压电源的输出电压可以控制在一定范围内，而非稳压电源的输出电压却随着输入电压变化而变化。这意味着，当您需要输出一个特定的电压到电路时，稳压电源可能比非稳压电源更可靠，因为稳压电源可以保证在一定范围内输出稳定的电压值。

另一个区别是，在使用非稳压电源时，电路的电源电压变化可能会引起电路的其他部分出现稳定性问题。在这种情况下，稳压电源可以提供更加一致的电源，从而更好地保证电路的正确工作。另外，当您需要为特定的应用程序提供一致的输出电压时，稳压器可以帮助您保持稳定的输出电压。而如果使用非稳压电源，您需要时刻监控和调整电路，以使其保持在一定范围内的输出电压。