常用的降压稳压电源方案盘点

来源:乐鱼app体育官方正版下载    发布时间:2023-10-26 18:02:04

  模拟线性电源响应性高,对输出纹波的抑制比较好,但是呢,输出功率不会很大,即使输出功率可以做大,但是相应的,自身功耗也会比较大,导致效率的降低。另外体积也会很大。这种模拟线性电源主要是用在小电流、对纹波有一定要求的地方。

  开关电源特性则与模拟线性电源正好相反。输出功率大(主要是输出电流大),效率高,自身损耗小,体积小,但是输出纹波比模拟线性的要大,稳压响应速度慢于模拟线性电源(随开关频率的提高,输出纹波和响应速度都会越来越接近模拟电源)。

  我们在DIY一些电子小作品的时候,如果是手持产品则要考虑体积和重量。如果是插电产品则要考虑输出功率。总之,应该要依据电路的一些要求选择正真适合的电源。接下来,我们举几个小例子来说明电源方案是如何明智的选择的。

  光控小夜灯,我们会经常用到。这个小东西我们一般都是一直插在插座上的。那么,自身功耗一定要小,而且,鉴于小夜灯的工作电流很小,那么就没有必要配置复杂的电源部分。

  图中的小夜灯采用的是体积小、结构相对比较简单的阻容降压电路。这种电路虽然无法隔离市电,但是因为电路是有外壳保护的,所以无需考虑市电隔离问题。图中的R1虽能通过一定的电流,但是电流很小,主要的作用是泄放C1上的残余电荷。防止在维修时残余电荷电击到人。R2作为主电路的限流降压电阻,与D5稳压管配合将电路的输出电压钳制在12V左右。

  这个是我们常用的5V降压稳压电源。前级采用降压变压器将220V交流市电隔离降压。2W10是集成整流桥,工作参数为最高耐压1000V,最大整流电流2A。C1 104瓷片电容器在电路中作为高频滤波用,滤除来自外界的高频干扰,其本质为电容的通高频阻低频特性。这个应该都知道吧?C2 470uF电解电容器作为主滤波电容,负责电流的平滑。78L05为集成5V稳压电路。工作参数为最大输出电流100mA,最高耐压35V。但是如果真按照这一个参数来选择这种器件的话,那可真是大坑的。小编想起曾经设计了一个控制电路,其平均工作电流在50mA左右,远小于78L05的100mA参数,而且供电电压才只有12V,但是,其表现还是很令人失望,发热严重。强制使用的线V电压直接加到负载上。对于后面的5V逻辑电路还有单片机来说真是灭顶之灾,根本没办法承受12V的电压。7805系列,还有一个500mA的产品,型号是78M05。但是其体积与标定输出电流1.5A的7805是一样的。那么我们为啥不直接用7805呢?所以个人觉得78M05处境还是比较尴尬的,78L05至少体积很小,像9013三极管的大小。那么78M05存在的原因可能是价格吧,当然,小批量情况下,价格的差距还是显示不出来的。

  就图中这种电源来说,如果真按照这种参数来选择器件,那么其应用场景范围还是很小的。其理论最大输出功率只有区区0.5W。这么小的功率无论是充电还是供电都是比较吃力的,而且还只是理论功率,实际功率更小。所以小编认为这种电路设计出来纯粹就是画着玩儿的。当然,用在功耗很小的控制电路中还是可以的。不过,用一个降压变压器会不会体积有些大了?

  上面两种电路是我们在电子DIY中常用的两种模拟降压稳压电路结构。下面解析下开关电源。

  图中这个电路结构是我们常见的手机充电器的电源电路。这种电路特点是体积小,效率高,但是呢,输出纹波确实是大。有时候我们用这种手机充电器带USB小音箱会发现噪音比较大,主要是因为电源的输出纹波大造成的。当然,手机充电器也是分好几个等级的。图中这种应该是最低级的降压稳压电路。但是胜在结构相对比较简单。好些的降压稳压电路会加入一片光耦来提高稳压性能。另外最新的电源控制芯片也能做到无光耦稳压。

  这种电源在我们电子DIY中是比较方便的。输出功率多在5W以上,改变稳压管的值或改变采样点的电压能改变输出电压。小编曾经用了一个手机充电器修复了一台电子万年历。这种电子万年历原来采用低频变压器供电,但是变压器坏掉了,手头又没有合适的变压器,于是将手机充电器的输出电压经过仔细修改采样点电压的方式从5V提高到10V左右,驱动万年历足矣。至今已经使用5年有余。性能和稳定能力还是比较让人放心的。

  上面这些电源都是接入220V市电的,电路中还有一种电源结构是DC-DC变换的。负责低压直流降压。比如常见的12V降压到5V,但是要求电流比较大,还有的是5V降到1.5V等等。那么,采用模拟线性降压电路的话,因为电流的增大,器件的效率会变得很低,而且发热问题是没办法避免的。比如我们汽车上常用的12V转到5V给手机充电。现在手机的充电电流普遍在2A左右,某些支持快充的手机其充电电流会更大。如果采用7805的方案,那么7805的发热会巨大,而且会易发生热击穿,严重的会造成12V电压直接加到手机上,那么手机会直接报销。所以我们在DIY充电电路的时候最好还是不要采用这种方案。在这种情况下,开关电源方案才是可取的。采用开关电源方案不仅体积小,而且发热小,效率高。

  小编现在在用的一款降压电路其工作频率能到150KHz。这样一来,纹波和响应速度都可以做的很漂亮。而且即使是满负载情况下,其发热情况也是很理想的。整体温升不超过50度。器件在这个温度下可以稳定工作,相比7805可以融化焊锡的温度真的是非常理想了。

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