线性电源设计的关键因素
关键的外卖
学习什么是线性电源及其应用
设计技巧和要求创建一个贫乏的线性电源的设计
电压调节器组件的功能、结构和操作元素
一个简单的线性电源变压器,整流,滤波电容器、稳压IC
线性电源供电单元函数没有任何开关或数字组件。线性电源(电源)能够产生多个输出电压——很高或很低的电压。他们相对更大,更重,需要更大的散热片。他们功能低噪声,低纹波,免于电源噪音,相对更少的组件,可以很容易地修复和设计。
让我们探索正是进入线性电源的设计。
线性电源的特性
线性电源一般电源交流电压转换为低直流电压为各种电子产品。交流电源电压通常是120 v@60hz或220 v@50hz,然后转换成所需的DC-level通过线性电源电压。
线性电源可以提供任意固定的直流电压或各种电压较大的电路(-12 + 5 + 12 V)。他们还可以创建双相电压,如±15 V用于一个运放,或双跟踪供应voltage-locked。常用的线性电源在通信系统中,放大器、实验室测试设备,各种控制电路,大功率工业设备。
线性电源输出电压的例子包括:
+ 5 v微处理器逻辑电路
0-30V用于台架试验供应
±15 v运放电路
+ 12 v LED照明和其他一般的电子产品
+ 14.5 v的电池充电
线性电源设计考虑
以下是常见的线性事业单位设计注意事项和要求:
范围的输入,包括电压、电流、频率
转化率或变压器的匝比
所需的共模抑制比(CMRR输出电压和地面之间的干扰抑制
源和电源之间的隔离
之间的不同输出电压的峰值和平均值,称为脉动电压
输出功率的要求
特定的负载和行监管需求
附加功能如向后折叠限流
低压差特性
线性电源设计架构
线性电源组件所需的基本架构
线性电源设计所需的主要组件包括:
一个连接通过一个开关电源功率,保险丝或信号灯。确保良好的接地和隔离任何明线套管用于保护供应。
一个变压器转身结构基于所需的输出电压。这是用于隔离其他下游mains-referenced电路。变压器可能有多个水龙头,允许不同的电源输入电压和二级阀门所需的输出电压。一些变压器可能也有一个铜箔屏蔽之间的主要和次要水龙头减少电容耦合高频电源噪声。
一个整流器那将交流信号转换成直流。一般来说,全波桥式整流器是最合适的。然而,确保你选择的二极管是次经过精心策划的。利用廉价或小二极管失败可能会导致过多的电流或过电压峰值。选择二极管高反峰电压可能会帮助除了使用长导致更好的散热。小电容器也可以放置在平行更快的恢复。
一个滤波电容器用于减少交流纹波骑在整流器输出quasi-DC电压。较低的电容器等效串联电阻(ESR),如tantalum-based帽,可以更好地处理涟漪。
一个电压调整器用于下台和提供一个恒定的直流电压负载。它可以是一个系列,分流器,简单或复杂的监管机构。该组件是复杂和下面一节中进一步讨论。
电压调节器的设计
电压调节器可以有各种形状的大小,并最终服务于直流电压,走下来。稳压器使用反馈来保持输出电压恒定,独立于输入电压或负载的变化。如果负载开始画一个更大的电流,这个线性调节器将检测和调整,以提供更大的权力。它通过一个反馈机制来实现。的一小部分输出电压采样,相对于一个固定的参考。不同的是放大和用于控制监管元素(通常是一个晶体管或配置多个晶体管)减少电压误差。
例如,如果负载拉更多的电流和输出太低,这个区别是抽样,放大,然后用来控制调节晶体管允许更多的电流,从而提高电压所需的值。
向后折叠的限流,低压差特性,线和负载调节要求,或其他power-supply-specific要求,电压调节器设计,这将是实现。线性电源的设计效率低下(相比对开关电源的);任何额外的力量消散热量通过控制元件。由于这个原因,有一个适当大小的散热器连接到你的电压调节器,特别是,控制晶体管,是至关重要的。
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