线性电源设计的关键考虑因素
关键的外卖
了解什么是线性电源及其应用
设计技巧和要求，创建一个基本的线性电源设计
稳压元件功能、结构及操作元件
一种简单的线性电源，由变压器、整流器、平滑电容器和稳压IC组成
线性电源是没有任何开关或数字元件的电源单元。线性电源(psu)能够产生多个输出电压-非常高或非常低的电压。它们相对更大更重，需要更大的散热器。它们具有低噪声、低纹波、免受电源噪声影响、相对较少的组件，并且易于维修和设计。
让我们来探索一下线性电源设计的具体内容。
线性电源特点
线性电源通常将市电交流电压转换为较低的电压适用于各种电子产品的直流电压．交流市电电压通常为120V@60Hz或220V@50Hz，然后通过线性电源转换为所需的直流级电压。
线性电源模块可提供固定的任意直流电压或用于更大电路的各种电压(+5，+12，- 12v)。它们还可以创建双极电压，如±15V用于运放，或双跟踪电源，相互锁压。线性电源通常用于通信系统、放大器、实验室测试设备、各种控制电路和大功率工业设备。
线性电源输出电压的例子包括:
+5V逻辑微处理器电路
0-30V用于台架测试电源
运放电路±15V
+12V LED照明等通用电子产品
电池充电+14.5V
线性电源设计注意事项
以下是线性电源模块设计的常见注意事项和要求:
输入范围包括电压，电流和频率
变压器上的转换率或匝数比
输出电压和地之间的噪声抑制所需的共模抑制比(CMRR)
电源与电源之间的隔离
输出电压的峰值和平均值之间的差值，称为纹波电压
输出功率要求
特定负荷和线路调节要求
附加功能，如折回电流限制
低压差特性
线性电源设计体系结构
基本线性电源架构所需的组件
线性电源设计所需的主要部件包括:
一个连接通过开关、保险丝或指示灯向市电供电。确保使用良好的接地，并用套管绝缘任何暴露的电线以保护电源。
一个变压器具有匝数和结构，根据所需的输出电压。这是用来隔离其余的下游电路，使其不被主电路引用。变压器可能有多个抽头，以允许不同的市电输入电压和次级抽头，以满足所需的输出电压。一些变压器还可能在一次和二次抽头之间有铜箔屏蔽，以减少电容耦合到高频电源噪声。
一个整流器那将交流信号转换为直流信号．一般来说，全波桥式整流器是最合适的。但是，请确保您选择的二极管是经过精心计算的。使用便宜或小的二极管可能会导致过多的电流或过电压峰值故障。选择具有高峰值逆电压的二极管可能有助于使用更长的引线以获得更好的散热。小电容器也可以并联放置，以便更快地恢复。
一个滤波电容器用于降低整流器输出准直流电压上的交流纹波量。具有低等效串联电阻(ESR)的电容器，如钽基电容，可以更好地处理纹波。
一个电压调整器用于降压并为负载提供恒定的直流电压。它可以是串联、分流、简单或复杂的调节器。这个组件很复杂，将在下面的部分中进一步讨论。
稳压器设计
电压调节器可以有各种形状的大小，最终用于获取直流电压并将其降低。电压调节器使用反馈来保持输出电压恒定，与输入电压或负载的变化无关。如果负载开始吸取更大的电流，线性调节器将检测到这一点，并调整以提供更大的功率。它通过反馈机制来实现这一点。输出电压的一部分被采样并与一个固定的参考进行比较。该差值被放大并用于控制调节元件(通常是一个晶体管或多个晶体管的配置)以减小电压误差。
例如，在负载拉动更多电流而输出过低的情况下，这种差异被采样，放大，然后用于控制调节晶体管允许更多电流通过，从而将电压提高到所需的值。
在折回电流限制，低掉电特性，线路和负载调节要求，或其他电源特定要求的情况下，电压调节器设计是实现这一点的地方。线性电源设计效率低下(相比切换电源模块）;任何额外的功率都通过控制元件以热量的形式消散。出于这个原因，有一个适当大小的散热器连接到电压调节器，特别是控制晶体管，是至关重要的。
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