Topic：电源电路经典分享（作者：Baiduluckyboy）
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// Topic：电源电路经典分享（作者：Baiduluckyboy）
// 作者：Baiduluckyboy（wangyuluyulu@126.com）
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// 发布日期：2010-09-16
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1.5 直流稳压电源
我们最熟悉的电源是220伏交流市电，但若直接使用这个市电，则最多能够点亮一盏灯或转动一个电风扇等。若要在一个电子电路或计算机上使用市电，则必须首先将其转换为直流稳压电源后才能使用。
图1.23 线性直流稳压电源电路图
如图1.23所示为一种典型的线性直流稳压电源的电路图，它由电源开关K、保险管、AC—DC适配器、集成稳压器和后级滤波器组成。当输入220V交流电且开关K闭合时，输出一个稳定的直流电压，且稳定输出在一定范围内不受220V交流电网的波动和电子电路负载轻重的影响。
1.5.1 AC—DC适配器
图1.24 AC/DC适配器实物
如图1.24所示为一种常用的规格为9V/500mA的AC/DC适配器照片。如图1.23所示，通常AC/DC适配器由工频变压器、整流器和前级滤波器三部分组成。工频变压器将220V交流电网电压降低，它的输出仍为工频交流，只是有效值降为所需的电压值。例如图1.23中所示的工频变压器变压比为220:9，则变压器输出就为9V。
整流器的作用是将降低后的工频交流电压变换为直流电压。图1.25展示了整流器的工作原理。在交流的正半周，变压器次级上正下负，电流从正极经D1、负载和D3流回变压器的负极，这样若忽略二极管的导通电压，在负载上得到一个大小与变压器次级相同的电压波形，极性为上正下负；在交流的负半周，变压器次级上负下正，电流从正极经D2、负载和D4流回变压器的负极，这样在负载也得到一个大小与变压器次级相同的电压波形，极性与正半周一样,也为上正下负。因此在交流信号的正负半周的分别作用下，整流器均输出单极性的脉动电压，该输出的直流成份已大于零。
图1.25 整流器工作原理示意图
前级滤波器由大电容C1和小电容C2并联组成，我们知道电容能够滤除交流信号，整流器输出的单极性脉动电压经过该滤波器后，就变成了直流信号了。大电容C1的作用主要是交流成份和储存电能，小电容C2的作用是滤除高频干扰。
AC—DC适配器输出的直流电压是不稳定的，它的输出电压值会随着电网电压的波动和负载的轻重而变化，并不适合直接应用于计算机系统和电子电路，因此还必须进行稳压。
1.5.2 线性集成稳压器
图1.26 7805实物
图1.23中的集成稳压器7805是一个固定5V输出的集成三端线性稳压器，是它的实物照片。它内部有一个类似稳压管的电压基准源，且利用深度负反馈电路将输出稳定控制在5V，在一定范围内不受电网电压和负载轻重的影响。它的最大输出电流为1A，最高输入电压为36V，输入管脚和输出管脚之间的最大压差为2.5V，最低输入电压为7.5V。
图1.23中后级滤波器的作用是进行进一步的滤波，为防止电源在稳压过程中和负载变化过程中所产生的直流输出电压波动。
线性稳压器是一种稳定度高但同时效率却非常低的稳压电源，特别是当输入—输出压差变大时，在稳压器本身上的损耗就变的更大了。而象7805这样的稳压器其输入—输出之间的压差不能低于2.5V，这同时也限制了当今一些电池供电设备的使用。
1.5.3 低压差（LDO）稳压器
LDO（即Low Dropout Regulator）是相对于传统的线性稳压器来说的，意为低压差线性稳压器。传统的线性稳压器，如78xx系列，都要求输入电压要比输出电压高出2.5V以上，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5V或4.5V（3节电池）转3.3V，输入与输出的压差只有1.7V或1.2V，显然是不满足条件的。针对这种情况，才有了LDO类的线性稳压器。
图1.27 CAT6219管脚配置和典型应用电路图
图1.27为安森美(Onsemi)公司生产的一种LDO芯片—CAT6219—的管脚配置和典型应用电路图，它的主要特征为：
(1) 最大输出电流可达500mA；
(2) 负载为500mA时典型压差（即 ）可低至300mV；
(3) 输入电压范围为2.3V～5.5V；
(4) 有1.8V、2.85V和3.3V三种固定电压可选。
在图1.27(b)中，若输入为3节干电池，电量饱满时总电压为4.5V，输出为3.3V。随着电池的放电，输入电压逐渐降低，只要电池电压不低于3.6V，输出电压可稳定保持不变。当三节电池电压低于3.6V（每节1.2V）时，电池电量早已完全耗尽。即LDO的使用可充分耗尽电池电能，提高电池使用效率。
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☛经验之谈：二极管、三极管与直流稳压电源属于模拟电路范畴，因为本书重在阐述计算机逻辑基础，所以不拘泥于理论的分析，而是从感性认识的角度出发，仅仅是作了一些入门级的介绍。大二将要开设的（《电子技术基础（模拟部分）》）是电类专业最重要的基础课之一，实践证明精通模拟电子技术在未来的职业生涯中具有“杀手锏”的作用。
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