冷冷的风 2008-5-30 07:15
线性电源原理1---简单原理（入门级）
[size=4][font=宋体]根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：[/font][/size]
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[size=4][font=宋体][color=#ff0000]线性稳压电源[/color]和[color=#ff0000]开关[/color][/font][size=12pt][color=#ff0000]稳压电源。此外，还有一种使用稳压管的小电源[/color]。[/size][/size]
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[size=4][size=12pt][color=#ff0000]线性稳压电源[/color]，是指[color=#ff0000]调整管工作在线性状态下[/color]的直流稳压电源。调整管工作在线性[/size][size=12pt]状态下，可这么来理解：RW（[color=#0033ff]见下面的分析[/color]）是连续可变的，亦即是线性的。[/size][/size]
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[size=4][size=12pt]开关电源中则[/size][size=12pt]不一样，开关管（[color=#0033ff]在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管[/color]）是工作在[/size][size=12pt]开、关两种状态下的：开——电阻很小；关——电阻很大[/size][size=12pt]。工作在开关状态下的管子显然不是线性状态。[/size][/size]
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[size=4][size=12pt]线性稳压电源是[/size][size=12pt]比较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是：[/size][size=12pt][color=#ff0000]输出电压比输入电压[/color][/size][size=12pt][color=#ff0000]低；反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低；效率较低(现在经常看的LDO就是为了解决效率问题而出现的)；[/color][/size][size=12pt][color=#ff0000]发热量大（尤其是大功[/color][/size][size=12pt][color=#ff0000]率电源），间接地给系统增加热噪声[/color]。[/size][/size]
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[size=12pt]工作原理：我们先用下图来说明线性稳压电源调节电压的原理。如下图[/size][size=12pt]所示，可变电阻[/size][size=12pt][font=Times New Roman]RW[/font][/size][size=12pt]跟负载电阻[/size][size=12pt][font=Times New Roman]RL[/font][/size][size=12pt]组成一个分压电路，输出电压为：[/size]
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[size=4][size=12pt][font=Times New Roman]Uo=Ui×RL/(RW+RL)[/font][/size][size=12pt]，因此通过调节[/size][size=12pt][font=Times New Roman]RW[/font][/size][size=12pt]的大小，即可改变输出电压的大小。[color=#ff0000]请注意[/color]，在这个式子里，如果我们只看可调电阻[size=12pt][font=Times New Roman]RW[/font][/size]的值变化，Uo的输出并不是线性的，但如果把[size=12pt][font=Times New Roman]RW[/font][/size]和[size=12pt][font=Times New Roman]RL[/font][/size]一起看，则是线性的。[color=#ff0000]还要注意[/color]，我们这个图并没有将[size=12pt][font=Times New Roman]RW[/font][/size]的引出端画成连到左边，而画在右边。虽然这从公式上看并没有什么区别，但画在右边，却正好反映了“采样”和“反馈”的概念----实际中的电源，绝大部分都是工作在采样和反馈的模式下的，使用前馈方法很少，或就是用了，也只是辅助方法而已。[/size][/size]
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[size=4][size=12pt]让我们继续：如果我们用一个三极管或者场效应管，来代替图中的可变阻器，并通过检测[/size][size=12pt]输出电压的大小，来控制这个“变阻器”阻值的大小，使输出电压保持恒定，[/size][size=12pt]这样我们就实现了稳压的目的。这个三极管或者场效应管是用来调整电压[/size][size=12pt]输出大小的，所以叫做[color=#ff0000]调整管[/color]。[/size][/size]
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[size=4][size=12pt]像图1所示的那样，由于调整管串联在电源跟[/size][size=12pt]负载之间，所以叫做[color=#ff0000]串联型稳压电源[/color]。相应的，还有[color=#ff0000]并联型稳压电源[/color]，就是[/size][size=12pt]将调整管跟负载并联来调节输出电压，典型的基准稳压器TL431就是一种并联型稳压器。所谓并联的意思，就是象图2中的稳压管那样，通过分流来保证衰减放大管射极电压的“稳定”，也许这个图并不能让你一下子看出它是“并联”的，但细心一看，确实如此。不过，[color=#ff0000]大家在此还要注意一下：此处的稳压管，是利用它的非线性区工作的，因此，如果认为它是一个电源，它也是一个非线性电源[/color]。为了便于大家理解，回头我们找一个理适合的图来看，直到可以简明地看懂为止。[/size][/size]
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[size=4][size=12pt]由于调整管相当于一个电阻，[/size][size=12pt]电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的[/size][size=12pt]热，导致效率不高。这是线性稳压电源的一个最主要的一个缺点。[/size][size=12pt]想要更详细的了解线性稳压电源，[/size][size=12pt]请参看模拟电子线路教科书。这里我们主要是帮助大家理清这些概念以及它们之间的关系。[/size][/size]
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[size=12pt][size=4][img]http://blog.21ic.com/uploadfile-/2006425132811365.jpg[/img][/size][/size]
[size=12pt][size=4] 图1[/size][/size]
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[size=4]一般来说，线性稳压电源由[color=#ff0000]调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路[/color]等几个基本部分组成。另外还可能包括一些例如[color=#ff0000]保护电路，启动电路[/color]等部分。下图是一个比较简单的线性稳压电源原理图（示意图，省略了滤波电容等元件），取样电阻通过取样输出电压，并与参考电压比较，比较结果由误差放大电路放大后，控制调整管的导通程度，使输出电压保持稳定。[/size]
[font=Times New Roman][size=4][img]http://blog.21ic.com/uploadfile-/2006425133046772.jpg[/img][/size][/font]
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[size=4] 图2 [/size]
[size=4][size=12pt]常用的线性串联型稳压电源芯片有：[/size][size=12pt][font=Times New Roman][color=#ff0000]78XX[/color][/font][/size][size=12pt][color=#ff0000]系列[/color]（正电压型），[/size][size=12pt][font=Times New Roman][color=#ff0000]79XX[/color][/font][/size][size=12pt][color=#ff0000]系列[/color]（负电压型）（实际产品中，[/size][size=12pt][font=Times New Roman]XX[/font][/size][size=12pt]用数字[/size][size=12pt]表示，[/size][size=12pt][font=Times New Roman]XX[/font][/size][size=12pt]是多少，输出电压就是多少。例如[/size][size=12pt][font=Times New Roman]7805[/font][/size][size=12pt]，输出电压为[/size][size=12pt][font=Times New Roman]5V[/font][/size][size=12pt]）；[/size][size=12pt][font=Times New Roman]LM317[/font][/size][size=12pt]（可调正电压型），[/size][size=12pt][font=Times New Roman]LM337[/font][/size][size=12pt]（可调负电压型）；[/size][size=12pt][font=Times New Roman][color=#ff0000]1117[/color][/font][/size][size=12pt]（低压差型，有多种型号，用尾数表示电压值。如[/size][size=12pt][font=Times New Roman]1117-3.3[/font][/size][size=12pt]为[/size][size=12pt][font=Times New Roman]3.3V[/font][/size][size=12pt]，[/size][size=12pt][font=Times New Roman]1117-ADJ[/font][/size][size=12pt]为可调型）。[/size][/size]