1.6 線性直流穩壓電源的設計問題

線性直流穩壓電源

圖1-7所示為線性直流穩壓電源的原理圖。我們可以用全電路的歐姆定律來討論該電路的效率。

在圖1-7中，交流220V經過變壓器得到低壓交流電，經過二極管整流橋整流后得到直流電壓，再經過E1和C1但濾波輸入到穩壓集成電路7805，穩壓后的5V中流電壓經過E2和C2濾波輸出。

為了得到穩定的5V輸出和7805能夠正常工作，7805的最低輸入電壓必須在7.5V以上，從而變壓器的輸出必須在8.9V(交流有效值)以上，考慮到交流220V的正常波動范圍為10%(200～240V)，因此，正常情況下變壓器的輸出值應該在10V為宜。

直流穩壓電源的工作原理可以用圖1-8所示的電路來等效：不管是輸入Vi還是負載電阻RL發生變化，RS自動地改變以保證負載RL上的電壓不變。顯然，RS和RL中的電流是相等的(實際電路中的穩壓集成電路有一個很小的工作電流)。因此，線性整流穩壓電源的效率為：

對于圖1-7所示的5V直流穩壓電源的效率要低于50%(尚未考慮變壓器的效率)。所以，盡量采用開關穩壓電源可以大幅度地提高電源效率，采用低壓差的穩壓集成電路(如只需要300mV就能夠工作的穩壓集成電路)也能顯著地提高效率。在提高電源效率達同時，還能降低電路的功耗、發熱，從而提高電路的可靠性和減小電路的體積。