線性電源的基本應(yīng)用電路

上一節(jié)我們分析了線性穩(wěn)壓電源的原理，以及選用線性電源應(yīng)該注意的一些規(guī)則。這一節(jié)我們舉幾個(gè)例子，來看線性電源在工程中各種功能的應(yīng)用。

1)線性電源的基本應(yīng)用電路

如下圖所示，是線性電源LM7805的基本應(yīng)用電路，可以看到，輸入端加入了正弦波的波動(dòng)，輸出也能保持電壓穩(wěn)定：

除電源芯片LM7805外，還增加了輸入電容C1，輸出電容C2、C3，以及反向連接的二極管D1。

C1、C2電容一般較小，使用1uf以下的瓷片電容，用于濾除電路中的惡高頻噪聲干擾，也可以補(bǔ)償電源防止振蕩;

C3一般使用幾十uF至幾百uF的電解電容，用于濾除低頻干擾，也能提高電路的瞬態(tài)輸出能力;

反接的二極管D1，可以使用有一定過流能力的整流管;在工作時(shí)，如果輸入電源突然撤去，則輸出端會(huì)比輸入端高出Vo的電壓，電流倒灌很容易損壞電源芯片;而增加D1后，這時(shí)電流會(huì)從D1流到輸入端，避免了損壞電源芯片。

2)簡單的220V市電轉(zhuǎn)5V電路

如下圖所示，是使用交流220V市電，轉(zhuǎn)換為直流5V的電路：

市電輸入后，經(jīng)過變壓器，變?yōu)榈蛪旱慕涣麟?，這里使用的的25:1匝數(shù)比的變壓器，輸出的交流電壓有效值為220/25=8.8V;

交流電之后進(jìn)入D1整流橋，再經(jīng)過濾波電容C1之后，形成了不太穩(wěn)定的直流電Vi，見圖中綠色的波形;

最后使用7805線性電源將電壓進(jìn)一步穩(wěn)定，輸出5V直流電。

3)可調(diào)輸出的電源

如下圖所示，這里使用的是LM317線性電源，電路和1)中的大致一樣，只是增加了R1和R2：

這個(gè)電路可以這么分析：

由于線性電源LM317的靜態(tài)電流是比較小的，也就是說圖中從它的接地引腳Vg處流出的電流是很小的，可以認(rèn)為約為0，那么從R2和R1上流過的電流相等，而且都是由輸出電壓產(chǎn)生的;

查閱LM317的數(shù)據(jù)手冊，可以得知其輸出引腳到接地引腳間的電壓(Vo-Vg)為1.25V，所以R1上的電流為1.25V/1k = 1.25mA，所以R2上的電流也為1.25mA;

調(diào)節(jié)R1的電阻值，就能改變Vg的電壓值;而Vo=Vg+1.25V，所以，可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。

這里一般不使用LM7805，原因是78xx系列的靜態(tài)電流比較大，有mA級，按圖中的參數(shù)計(jì)算有R1上的電流為1.25V/1k = 1.25mA，所以7805的靜態(tài)電流是不能忽略不計(jì)的。而相對的LM317的靜態(tài)電流只有uA級，對于1.25mA的電流比較小，是可以忽略不計(jì)的。

4)線性電源構(gòu)成的恒流源

上面3)中的這個(gè)電路稍作變化，就可以形成一個(gè)恒流源電路，如下圖所示：

把負(fù)載RL接到電路的接地引腳和地之間，就形成了恒流源電路。

由前面的分析，這里RL上的電流等于R1上的電流，而R1上的電流為1.25V/R1，所以，選定合適的R1值，就能使得流過RL的電流恒定。而如果想要調(diào)整電流，只要改變R1的電阻值即可。

當(dāng)然，這個(gè)電路使用時(shí)也得遵循幾個(gè)要求，一是線性電源能正常工作，輸入比輸出電壓高2V，自身功耗合適不會(huì)過熱保護(hù)，Vg引腳上輸出的電流相對于RL的電流非常小可以忽略不計(jì)。

5)線性電源的均流

如下圖所示，當(dāng)一個(gè)線性電源的輸出電流太小時(shí)，可以使用以下電路，輸出電流可以達(dá)到兩個(gè)線性電源之和，而且兩個(gè)電源芯片上流過的電流大致相等：

這個(gè)電路中使用了兩個(gè)小電阻電阻R4和R5用作電流取樣，當(dāng)I1比I2大時(shí)，則運(yùn)放的正輸入端電壓會(huì)比負(fù)輸入端低，則運(yùn)放會(huì)輸出一個(gè)低電壓，使得線性電源U2的電壓下降，進(jìn)而使得U2的輸出電流Io1下降，最終使得I1也減小;只有當(dāng)I1和I2大致相等時(shí)，運(yùn)放的兩個(gè)輸入端電壓相等，電路才能達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，此時(shí)兩個(gè)線性電源上流過的電流也大致相等，不會(huì)導(dǎo)致某一邊功耗過大而發(fā)熱損壞。

圖中仿真也可以看出，Io=Io1+Io2，而且Io1≈Io2。

好了，本節(jié)就到這里了，下一節(jié)我們開始分析開關(guān)電源電路。