线性电源组成及其工作原理
线性稳压电源一般由AC输入、电源变压、整流电路、滤波电路和稳压电路和DC输出六部分组成。
电源变压器将来自电网的交流输入电压(例如220V,50Hz)变换为较低的交流电压(例如9V、12V、15V等)。电源变压器通常有两个或两个以上的绕组,其中接交流电源的绕组叫初级绕组,其余的绕组叫次级绕组。
整流电路是通过具有单向导电性能的半导体二极管,将正负交替的正弦交流电压变换为单向的脉动直流电压。简称整流桥。整流电路输出的脉动直流电压含有很大的交流成分,不能直接供电子电路使用。需要在整流电路之后连接滤波电路。
滤波电路能够滤除脉动直流电压中大部分的交流成分,使其变成比较平滑的直流电压。在中小功率线性电源中通常采用电容滤波电路,将滤波电容直接并联在整流电路的输出端即可组成电容滤波电路。虽然滤波后的直流电压比较平滑,但还是有一定的纹波电压。
稳压电路能够在电网电压、负载电流、环境温度等发生变化时,自动调节电路参数,使电源的输出电压保持恒定。并且可以将输出电压的纹波降低到很小的数值。
图1 线性稳压电源结构框图
VT被称为调整管,其作用可等效为可变电阻R。
VDZ为稳压二极管,用于产生基准电压(也称参考电压)UREF。
R2和R3被称为取样电阻,它们用来检测输出电压UO,并分压产生反馈电压UF。
EA为误差放大器,它可将反馈电压UF与基准电压UREF进行比较放大,从而控制调整管的导通情况。
RL为负载电阻。
例如当输出电压Uo降低时反馈电压Uf随Uo降低而降低,误差放大器EA将反馈电压UF与基准电压UREF进行比较放大,其输出电压UC将升高,这将使调整管VT的基极电流增大,等效电阻R减小,引起输出电压UO回升,最终使输出电压UO保持稳定值。
注:由于调整管VT串联在输入电压UI与输出电压UO之间,因此这种稳压电源也称为串联稳压电源。
降压式稳压电源:输入大于输出。
升压式稳压电源:输入小于输出。
线性稳压电源优缺点:响应速度快、输出纹波小、噪声低、但线性电源的体积较大,效率较低,不利于节能环保。