1.6 线性直流稳压电源的设计问题
图1-7所示为线性直流稳压电源的原理图。我们可以用全电路的欧姆定律来讨论该电路的效率。
在图1-7中,交流220V经过变压器得到低压交流电,经过二极管整流桥整流后得到直流电压,再经过E1和C1但滤波输入到稳压集成电路7805,稳压后的5V中流电压经过E2和C2滤波输出。
为了得到稳定的5V输出和7805能够正常工作,7805的最低输入电压必须在7.5V以上,从而变压器的输出必须在8.9V(交流有效值)以上,考虑到交流220V的正常波动范围为10%(200~240V),因此,正常情况下变压器的输出值应该在10V为宜。
直流稳压电源的工作原理可以用图1-8所示的电路来等效:不管是输入Vi还是负载电阻RL发生变化,RS自动地改变以保证负载RL上的电压不变。显然,RS和RL中的电流是相等的(实际电路中的稳压集成电路有一个很小的工作电流)。因此,线性整流稳压电源的效率为:
对于图1-7所示的5V直流稳压电源的效率要低于50%(尚未考虑变压器的效率)。所以,尽量采用开关稳压电源可以大幅度地提高电源效率,采用低压差的稳压集成电路(如只需要300mV就能够工作的稳压集成电路)也能显著地提高效率。在提高电源效率达同时,还能降低电路的功耗、发热,从而提高电路的可靠性和减小电路的体积。
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