线性电源设计基础知识
线性直流稳压电源详解之线性直流稳压电源设计电路图分析
线性直流稳压电源详解之线性直流稳压电源设计电路图分析线性直流电源线性模式，是指调整管工作在线性状态下（就是工作在放大区啊）的直流稳压电源。
就比如三极管，有放大、饱和、截止三种工作状态一样，调整管工作在线性状态下，可这么来理解：RW是连续可变的，亦即是线性的。
而在开关电源中则不一样，开关管是工作只有开、关两种状态：开电阻接近很小；关电阻很大接近于无穷大。
工作在开关状态下的管子显然不是线性状态。
所以直流稳压电源，会分为线性模式直流电源和开关模式直流电源。
线性直流电源（Linearpowersupply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电路进行稳压。
稳压过程稳压过程，是稳压电源的一个核心，所以对这里大致说明一下。
细细的讲的话会很复杂，不过只要我们知道一个规律，分析起来就很方便了。
稳压过程如输出电压误差放大管基极电压误差放大管基极电流误差放大管集电极电流调整管基极电流（减小的那部分基极电流哪去了？被误差放大管集电极分流了，调整管等效电阻输出电压，完成了调整的目的。
反之也一样，变，掌握了这个规律，对于理解这个概念会很有帮助。
由于调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，导致效率不高。
这是线性稳压电源的一个最主要的缺点。
但线性稳压电源的优点也是开关电源不可比的：调整速度快、纹波小、干扰小，正是这些优点，使得线性稳压电路在数字电路、CPU供电（家电中的）、信号处理等对电源质量要求较高的电路中得到了广泛应用。
基本工作原理线性直流电源主回路的工作过程是输入电源先经预稳压电路进行初步交流稳压后，通过主。
最简单线性电源电路设计(从框图到实际电路)
最简单线性电源电路设计（从框图到实际电路）
通过《最简单线性电源电路设计（从框图到实际电路）》一文的介绍，小编将带领大家一起学会如何将点路况图编程原理图
第一步：根据电路工作原理绘制电路原理框图，这个比较容易，而且比电路原理图更容易在网上得到。
框图内容越具体，转化原理图越容易。
下图是串联型稳压电源方框图：
第二步：将框图变为原理图：
先将每个方框的内容变为单元电路。
(1)变压器：
变压器的原理图比较简单，但实际设计中是整个电路最难的部分。
(2)整流桥
整流桥将正弦波整流为只有正半周期的电压，频率变为之前的2 倍。
(3)滤波器
滤波电路一般使用电容和电感，用电容最简单。
(4)电压调整电路
利用三极管的Vce 可变，来控制其分压的大小，保持输出电压不变。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
线性电源
线性电源线性电源(瑞士脚）直流电源的分类：直流电源分线性直流电源和高频开关电源两大类．上海稳博直流电源线性电源概述线性电源（Linear power supply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电路进行稳压。
线性电源基本工作原理线性电源主回路的工作过程是输入电源先经预稳压电路进行初步交流稳压后,通过主工作变压器隔离整流变换成直流电源,再经过控制电路和单片微处理控制器的智能控制下对线性调整元件进行精细调节,使之输出高精度的直流电压源,1、电源变压器及整流:将380V的交流电变换成所需的直流电.2、预稳压电路:采用继电器元件或可控硅元件对输入的交流或直流电压进行预调整和初步稳压,从而降低线性调整元件的功耗,提高工作效率.并确保输出电压源高精度和高稳定.3、线性调整元件:对滤波后的直流电压进行精细调整,使输入电压达到所需要的值和精度要求.4、滤波电路:对直流电源的脉动波,干扰,噪声进行最大限度的阻止,和吸收,从而保证直流电源的输出电压低纹波、低噪声、低干扰.5、单片机控制系统:单片微处理控制器对检测到的各种信号进行比较、判断、计算、分析等处理后,再发出相应的控制指令使直流稳压电源整体稳压系统工作正常、可靠、协调.6、辅助电源及基准电压源:为直流稳压系统提供高精度的基准电压源及电子电路工作所需要的电源.7、电压取样及电压调节:检测直流稳压电源输出电压值及设定调节直流稳压电源的输出电压值.8、比较放大电路:将直流稳压电源的输出电压值与基准源的电压进行比较取得误差电压信号后,进行放大反馈及控制线性调整元件而保证输出电压稳定.9、电流检测电路:取得直流稳压电源输出电流值,作限流或保护控制的信息.10、驱动电路:为驱动可执行元件而设置的功率放大电路.11、显示器:直流稳压电源输出电压值及输出电流值的显示.[1]线性电源与开关电源对比线性电源的电压反馈电路是工作在线性状态，开关电源是指用于电压调整的管子工作在饱和和截至区即开关状态的。
线性直流稳压电源电路设计方案详解
线性直流稳压电源电路设计方案详解————《》线性稳压电源是指调整管工作在线性状态下时的直流稳压电源，它是一种电源变换电路，也是电子系统的重要组成部分，其功能主要是为电子电路提供它所需要的电能。
电子设备通常需要电压稳定的直流电源对负载进行供电。
线性稳压电源被广泛的应用于电子电路中，虽然各种新型的稳压电路结构层出不穷，但线性稳压电源却始终是无法代替的。
一、线性直流稳压电源的工作原理普通电源的工作原理现在随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域也变得越来越广泛，电子设备的种类也在逐渐的不断更新、不断增多，电子设备与人们日常的工作、生活的关系也是日益密切。
任何的电子设备都离不开安全有效的电源，电源是一切电力电子设备的动力源，因此它被形象地称之为“电路的心脏”。
现在的生活中，各种高科技产品对电源的技术性能指标的要求更是越来越高。
电源通常可以分为交流电源和直流电源，它是任何电子设备都不可缺少的组成部分。
直流电源又可分为两类［8］，即：一类是能直接供给直流电流或电压的，如电池、蓄电池、太阳能电池、硅光电池、生物电池等，；另一类是能将交流电变换成所需要的稳定的直流电流或电压的，这类变换电路统称为直流稳压电源。
现代电子设备的电路中使用了大量的半导体器件，这些半导体一般需要几伏到几十伏的直流供电电源，以便于得到其正常工作时所必需的能源。
现代电子设备中使用的直流稳压电源主要分为两大类：线性稳压电源和开关性稳压电源。
线性稳压电源亦称为直流线性稳压电源，它的稳压性能很好，而且输出纹波很小，其缺点是需要使用体积和重量都比较大的工频变压器，而且稳定效率也比较低。
开关型稳压电源按照不同分类方式可以分成多种类型。
按照其输出是否调整元（开关元件）等构成的其他部分隔离，这种隔离可以分为非隔离型和隔离型两类；按照开关元件的激励方式，又可以将其分成自激励和他激励两种类型；而按照电源的输入，又可分为AC/DC和DC/DC 两种类型；按照开关元件的连接形式，可分成串联型和并列型两种类型。
线性稳压电源的设计
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｚ ｅ ； ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｙ； ｆ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ； ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ
中图分类号 ： Ｔ Ｍ４ ４
文献标识 码： Ｂ
文章编号 ：１ ９ ９ ４ — ３ ０ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — １ ３ ＿ ４ — １ ３ ６
ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ａ ｎｄ ３－ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎａ ｌ ｒ ｅ ｇ ｕｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｔ ｏ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｚ ｅ ．Ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ， ３一ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎａ ｌ ｉ ｎｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ Ｃ Ｗ ７ ８１ ５ ａ ｎｄ ＣＷ ７ ９ １ ５ ａ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ａ ｓ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ｔ ｏ ａ ｃ ｈｉ ｖ ｅ ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｒ ｅ ｄ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ．
圈组 成 ， 线 圈两 个或两个 以上 的绕组 ， 其 中接 电源的绕组
叫初级线 圈， 其余 的绕组 叫次级线圈 。 输入 电网电压 由额定值变化 － ｃ ＇ １ ０ ％时，稳压 电源输 出 电压 的相对 变化量 ， 有 时也 以绝对值表示 。一般稳压 电源
的电网调整率等于或小于 １ ％、 ０ ． １ ％， 甚至 ０ ． ０ １ ％。
Ａ ｍｅ ｉ Ｚｈ ａ ｎ ｇ
（ Ｘｉ ’ ａ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ７ ７ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｌｉ ｎｅ ａ ｒ ｐ ｏｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎｖ ｅ ｒ ｔ ｓ ｔ ｈｅ ｉ ｎｐ ｕ ｔ ２ ２ ０ ｖ ｏｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｌｔ ａ ｅ ｒ ｎａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕｉ ｒ ｅ ｄ １ ５ ａ ｎｄ
LDO电源设计原理和应用
4
Introduction of LDO
为解决压差过大（功耗过大）而不适合用在低电压转换的 问题，出现了LDO（Low Dropout Linear Regulator ）. 低压差线性稳压器也存在压差，具有线性电源的优点和缺 点。其转换效率近似等于输出电压除以输入电压的值。例 如，如果一个LDO输入电源是3.6V，在电流为200mA时 输出1.8V电压，那么转换效仅为50%。虽然就较大的输 入与输出电压差而言，确实存在这些缺点，但是当电压差 较小时，情况就不同了。例如，如果电压从1.5V降至1.2V， 效率就变成了80%。 在LDO中，产生压差的主要原因是在调整元件中有一个P 沟道的MOS管。当LDO工作时MOS管道通等效为一个电 阻，Rds(on), Vdropout = Vin - Vout = Rds(on) x Iout (式A)
8. 基准电压（Reference Voltage） 基准模块是线性稳压器的一个核心部分，基准的大小直接 决定了稳压器输出的大小，它是影响稳压器精度的最主要 因素。
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Flows in Application
1、确定电路需要的电压类型是正电压还是负电压。 2、确定电路的输出电压、负载电流和输入电压（注意输 入电压和负载电流都需要降额80％考虑） 3、确定电路的最大、最小输入－输出电压差；电路的最 大、最小输入－输出电压差应该满足器件要求； 4、单板PCB、结构尺寸和生产线对封装形式的要求； 5、确定电路的电性能指标要求（如静态电流、精度、纹 波、效率等）；器件的指标应该满足电路指标的要求，并 且考虑温度对各种性能指标的影响； 6、确定器件的输出电容以及ESR值，如果器件对输出电 容以及ESR有特殊要求，考虑公司现有器件是否满足要求； 7、其他要求（如电路是否需要使能控制端、价格因素 等）。
线性电源电路设计基础.pdf
线性电源电路设计基础电源是电路的基础..好的电源也是好音响的必要条件.好的机子.电源部分的造价占到整机造价的一半甚至更多.足以想象电源的重要.电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。
本章讨论如何把交流电源变换为直流稳压电源，一般直流电源由如下部分组成：整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。
滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。
稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。
直流电源的方框图如图15.01所示。
下图这个是实际电路的部分.10.1.1.1 单相桥式整流电路(1) 工作原理单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其电路如图10.02（a）所示。
在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。
10.02a根据图10.02(a)的电路图可知：当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。
当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。
在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。
单相桥式整流电路的波形图见图10.02(b)。
流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量，可将脉动电压做傅里叶分析。
此时谐波分量中的二次谐波幅度最大，最低次谐波的幅值与平均值的比值称为脉动系数S。
下面是整流二级管的图片..和整流全桥一、电容滤波电路(1)滤波的基本概念滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。
电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。
电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L 应与负载串联。
经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。
（2）电容滤波电路现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。
电容滤波电路如图10.06所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。
直流稳压电源制作—线性(2016年)
U2
Uo 4840V
1.2 1.2
整流二极管承受的最高反向电压：
U RM 2 U 21.4 1 4 05.4 6 V
例：设计一单相桥式整流、电容滤波电路。要求输 出电压 Uo 48V，已知负载电阻 RL 100Ω，交流电 源频率为50Hz，试选择整流二极管和滤波电容器。
解：因此可选择2CZ11B作整流二极管，其最大整 流电流为1A，最高反向工作电压为200V。
(3
~
5)
T 2
例：设计一单相桥式整流、电容滤波电路。要求输
出电压 Uo 48V，已知负载电阻 RL 100Ω，交流电 源频率为50Hz，试选择整流二极管和滤波电容器。
解：流过整流二极管的平均电流：
ID1 2Io1 2U R L o1 21 40 8 0 0 .2A 424 mA0
变压器副边电压有效值：
输出1 输出2 输出3
负载调整率
效率 纹波
1.0A
选做：全分立元件线性稳压器
+
R3
UI Cin _
T1 R
R1
T2
RW1 RW2
RW
UZ
R2
+
RL UO _
一切参数自己确定、计算！！！ （可参考3.3节）
内容导航
1、概述 2、直流电源系统的组成 3、稳压电路原理及设计 4、三端稳压集成电路 5、稳压电路的主要指标 6、线性稳压电源DIY
出电压为24V,输出 路时，变压器副边绕组电压
电流为lA的直流电 有效值为：
源，电路形式可采 用半波整流或全波 整流，试确定两种 电路形式的变压器
U2
Uo 0.45
24 0.45
53.3V
整流二极管承受的最高
电源设计技术(线性电源及buck电源设计基础)
– NPN VCE(SAT)
V IN 2 (> V IN 1 )
• Low quiescent current
V IN 1
VO UT
– Nearly all drive current flows into load Ideal for 3.3V to 2.5V Needs a second, higher input for drive A minimum load current is required for regulation Can be met using the resistor feedback chain
9/16/98
EDP Power Solutions
2
An LDO Primer
• Types Of Low Dropout Regulator
– – – – – NPN NPN with dual inputs PNP NMOS PMOS
9/16/98
EDP Power Solutions
3
NPN Based LDO
• CBYP is connected from the adjust pin to ground to improve ripple rejection & transient response • For NPN LDOs, at the ripple frequency, set the impedance of CBYP = R1 for optimal performance
+ V RE F
E RRO R A M P
9/16/98
EDP Power Solutions
线性电源实训总结报告范文
一、引言随着科技的飞速发展，电子设备对电源的需求越来越高，而线性电源作为电子设备中常用的电源类型，其稳定性和可靠性对设备的正常运行至关重要。
为了提高我对线性电源的理解和实际操作能力，我参加了线性电源实训课程。
以下是我对本次实训的总结报告。
二、实训目的1. 了解线性电源的基本原理和组成。
2. 掌握线性电源的设计方法及调试技巧。
3. 培养实际操作能力，提高解决实际问题的能力。
三、实训内容1. 线性电源的基本原理及组成线性电源是一种将输入交流电压转换为稳定直流电压的电源。
它主要由以下几个部分组成：变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和保护电路。
2. 线性电源的设计方法（1）变压器设计：根据输入电压和输出电压的要求，选择合适的变压器初级和次级线圈匝数比，确保输出电压稳定。
（2）整流电路设计：根据输入电压和输出电流的要求，选择合适的整流二极管和整流电容，提高整流效率。
（3）滤波电路设计：采用LC滤波器或RC滤波器，降低输出电压中的纹波，提高电源质量。
（4）稳压电路设计：采用串联稳压电路或并联稳压电路，确保输出电压稳定。
（5）保护电路设计：设置过压、过流、短路等保护措施，提高电源的可靠性。
3. 线性电源的调试技巧（1）测试输入电压：确保输入电压符合设计要求。
（2）检查整流电路：检查整流二极管是否良好，整流电容是否充足。
（3）测试滤波电路：检查滤波电路是否有效，输出电压纹波是否满足要求。
（4）调整稳压电路：通过调整稳压电路中的稳压元件，使输出电压达到设计要求。
（5）测试保护电路：确保保护电路在异常情况下能正常工作。
四、实训过程及成果1. 实训过程在实训过程中，我首先学习了线性电源的基本原理和组成，然后按照设计要求，逐步完成变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和保护电路的设计。
在设计过程中，我遇到了许多问题，如变压器匝数比选择、整流二极管选择、滤波电路设计等。
在老师和同学的帮助下，我逐步解决了这些问题。
2. 实训成果经过一番努力，我成功地设计并制作了一台线性电源。
线性稳压电源设计
线性稳压电源设计本实验中设计的直流稳压电源，主要由变压器、整流、滤波电路和稳压电路组成。
其中变压器用于将市电的交流电转换为所需的直流电，整流电路用于将交流电转换为半波或全波直流电，滤波电路用于平滑输出电压，稳压电路用于稳定输出电压。
在本实验中，采用单相桥式整流电路，将交流电转换为全波直流电。
接着，通过滤波电路对电压进行平滑处理，去除电压波动和纹波。
最后，通过三端集成稳压器对电压进行稳定，保证输出电压的稳定性和精度。
四、实验过程1、搭建电路板：按照电路图和PCB图进行布线和焊接，注意元器件的正确安装和连接方式。
2、调试电路：接通电源，使用万用表测量电路各点电压和电流，检查电路是否正常工作。
3、测试电路：连接负载，测量输出电压和电流，检查电路是否满足要求。
五、实验结果经过调试和测试，本实验设计的直流稳压电源能够稳定输出+5V、12V的电压，且输出电流不小于2A，满足实际应用需求。
六、元器件清单本实验所需元器件包括：变压器、整流二极管、滤波电容、稳压器、电阻、电容、LED等。
七、心得体会本实验通过对直流稳压电源的设计和实验，加深了对电源电路的理解和掌握。
同时，也提高了自己的动手实践能力和解决问题的能力。
八、附录：PCB图本实验的PCB图如下图所示，可以根据需要进行修改和优化。
便于估算，假设为理想锯齿波，纹波电压的峰峰值urpp和有效值Ur分别为：其中f=50Hz。
2.线性集成稳压器集成稳压电源分为线性和开关型两类。
线性稳压器具有外围电路简单、输出电阻小、输出纹波电压小、瞬态响应好等优点，但功耗大、效率低，一般用于输出电流5V以下的稳压电路中。
我们选择了LM78xx系列芯片，其中78xx系列为正电压输出，79xx系列为负电压输出，xx为输出电压的值。
根据试验要求，我们选择了LM7805用于输出+5V的直流电压，LM7812和LM7912用于输出±12V的直流电压。
芯片内集成了恒流源、基准电压源、采样电阻、比较放大、调整管、过热过流保护电路、温度补偿电路等，所有电路集成在单块硅片上，只有输入输出公共三个引出端，故名三端式。
1.线性电源电路设计规范
线性电源电路设计规范●总述电子电路与电子设备都需要有一个稳定的直流电源提供能量，而且对于我们现在所面临的控制器而言，都是利用电网提供的交流电源，经过整流、滤波、稳压后，滤去其不稳定的脉动、干扰成分，来使电子电路与电子设备保持正常的工作，并且我们目前绝大部分都是使用的线性电源，即通过降压、整流、滤波、稳压后而提供给电子电路及芯片工作的。
下面我们就原理及设计规范分各部分具体说明。
第一部分：原理性介绍下面我们就线性电源的降压、整流、滤波、稳压部分分节做较为详尽的原理性介绍一、线性电源电路的方框图与典型原理图：线性电源电路基本上由四部分组成：变压器降压、二极管或桥堆整流、电容或电感滤波、三端稳压块稳压，他们之间的组合则可构成一个最基本的，也是最可靠的线性电源电路：方框图7812 7805C1 C2 C3 C4 C5 C6典型电路图二、线性电源电路的降压部分即电源变压器部分1、结构与原理变压器由线圈绕组、铁芯组成。
一压般而言，变器还有一个外壳，用来起屏蔽和固定作用。
一般的变压器具有一个一次绕组、一个或多个二次绕组，线圈绕在铁心上。
给一次绕组加上交流电，由于电磁感应的原理，在二次绕组上则有电压输出。
给一次绕组加上交流电后，在二次绕组周围则产生交变磁场，一次绕组通电后产生的磁力线绝大部分由铁心构成回路（铁心的磁阻远小于空气的磁阻）。
二次绕组绕在铁心上，这样它的线圈切割磁力线而产生感应电动势，结果在二次绕组两端有电压输出。
无论在铁心上绕几个二次绕组，二次线圈上都会切割磁力线而产生感应电动势。
2、主要特性①电压比：亦称匝变比，用n表示。
它是一、二次绕组匝数之比：n=N2/N1=V2/V1;式中： n——变压器的匝比N2——二次绕组的匝数N1——一次绕组的匝比V2——二次绕组的输出电压V1——一次绕组的输出电压将上面的公式变换一下，得：V2= V1*N2/N1从上式可知，当n>1时，V2> V1,为升压变压器；n=1时，电压未变化，称为1：1变压器（如隔离变压器）；n<1时，V2< V1,为降压变压器，这是常用的一种变压器，也是目前我们所用的变压器。
线性直流稳压电源的设计 (1)
线性直流稳压电源的设计——————毕业设计关键词：变压；整流；滤波；稳压一、引言电子设备中都需要稳定的直流电源，功率较小的直流电源大多数都是将50Hz的交流电经过整流、滤波和稳压后获得。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电；整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是当输入交流电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。
二、线性直流稳压电源的组成方框图及各部分的工作波形图图1直流稳压电源的组成方框图及各部分的工作波形图三、设计方案及各部分电路及元器件的选择（一）变压器的选择通常根据变压器二次输出的功率选择变压器。
变压器二次有效值2U 应根据1U 来确定。
2U 与1U 的关系为MIN U ≤1.22U ≤MAX U在此范围内，2U 越大，稳压器的压差越大，功耗也就越大，一般取二次电压有效值2U 为2U ≥MIN U /1.2这样可求得变压器的匝数比为N=1N /1N =220/2U加滤波电容器后，变压器二次电流已不再是正弦波，而且对电容充电时的瞬时电流较大，因此二次电流有效值一般按下式计算：2I =(1.1～3) 0I（二）整流电路的设计整流电路是利用是二极管的单向导电性，将交流电压变成单向的脉动直流电压，有半波整流和桥式整流，目前广泛采用整流桥构成桥式整流电路。
1、半波整流电路单相半波整流电路如图2所示，图中T 为电源变压器，用来将市电220V 交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时直流电源与市电电源有良好的隔离。
V 为整流二极管，设为理想二极管，L R 为要求直流供电的负载等效电阻。
图2单相半波整流电路设变压器二次电压为2U = 22U sin ωt 。
当2U 为正半周时，由图2可知，二极管V 因正偏而导通，流过二极管的电流D i 同时流过负载电阻L R ，即0i =D i ，负载电阻上的电压0U =2U 。
电源设计基础
电源设计基础一、线性串联稳压电源1.框图典型线性串联稳压电路如图1所示，由电源变压器(工频变压器)、桥式整流、电容滤波、线性稳压等部分组成。
图1 典型线性串联稳压电路(三端稳压模块)框图2.工作原理及各部分波形最大输出电流为1A，输出电压为5.0V的线性串联稳压电源实际如图所示，由工频电源变压器、桥式整流电流、电容滤波、线性稳压（本例由LM317三端稳压模块承担稳压功能）等部分组成。
根据LM317稳压模块特性，输出电压O U =212)1(R I V R R ADJ REF ++（其中内部参考电压REF V =1.25V ；调整端输出电流ADJ I 约为50uA ）各点电压、关键支路电流波形如图所示。
工频变压器将220V 正弦交流电压变为所需的低压正弦交流电压2U ，经桥式整流电流整流、电容滤波后获得脉动的直流电压，作为稳压器的输入电压in u ，再经稳压器稳压后获得稳定的直流电压O U 。
由图可见，由于滤波电容C1容量大，整流二极管导通角θ远小于π，变压器初级电流也不再与电压同步。
C1越大，通角θ越小，峰值电流就越大；另一方面，开机瞬间整流二极管冲击电流也越大。
3. 参数选择(1)选择稳压模块类型与封装方式根据输出电流大小、效率、功耗、应用场合等指标选择稳压模块型号及封装方式。
稳压模块最小压差越小，输出电压最小值就可以小，模块本身功耗就越低，效率也就高、体积也就越小(散热片体积可以小一些，或利用PCB 敷锡区散热，甚至不加散热片)；当负载容易出现过流、短路现象时，如实验用稳压电源时，要求稳压模块本身具有较为完善的过流、过热保护功能（否则需要就增设额外的过流保护电路）；对于同一型号的稳压模块，不同封装方式的热阻不同，最大输出电流也不同。
一般说来，TO-3封装热阻最小、耗散功率最大，TO-220封装次之，帖片封装方式热阻较大，耗散功率也较小。
常用的线性串联稳压模块主要有78XX 系列(正输出三端固定稳压模块)、79XX(负输出三端固定稳压模块)、317(正输出三端可调稳压模块)、SPX1117系列(正输出三端固定稳压模(2) 根据输出电流大小选择滤波电容C1的参数。
线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路
线性电源和开关电源的区别一、线性电源的原理：线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。
线性电源是先将交流电经过变压器变压，再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压，要达到高精度的直流电压，必须经过电压反馈调整输出电压，这种电源技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音。
但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，而且电压反馈电路是工作在线性状态，调整管上有一定的电压降，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，转换效率低，还要安装很大的散热片。
这种电源不适合计算机等设备的需要，将逐步被开关电源所取代。
二、开关电源的原理：开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。
它们的功能是：1、输入电网滤波器：消除来自电网，如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。
2、输入整流滤波器：将电网输入电压进行整流滤波，为变换器提供直流电压。
3、逆变器：是开关电源的关键部分。
它把直流电压变换成高频交流电压，并且起到将输出部分与输入电网隔离的作用。
4、输出整流滤波器：将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。
5、控制电路：检测输出直流电压，并将其与基准电压比较，进行放大。
调制振荡器的脉冲宽度，从而控制变换器以保持输出电压的稳定。
6、保护电路：当开关电源发生过电压、过电流短路时，保护电路使开关电源停止工作以保护负载和电源本身。
开关电源是将交流电先整流成直流电，在将直流逆变成交流电，在整流输出成所需要的直流电压。
这样开关电源省去下线性电源中的变压器，以及电压反馈电路。
而开关电源中的逆变电路完全是数字调整，同样能达到非常高的调整精度。
开关电源的主要优点：体积小、重量轻（体积和重量只有线性电源的20～30%）、效率高（一般为60～70%，而线性电源只有30～40%）、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。
LDO电源设计原理与应用
Application of LDO
LDO的应用电路十分方便简单，工作时仅需要二个作输 入、输出电压退耦降噪的陶瓷电容器，见下图。 Vin和Vout的输入和输出滤波电容器，应当选用宽范围的、 低等效串联电阻(ESR)、低价陶瓷电容器，使LDO在零到 满负荷的全部量程范围内稳压效果稳定。一些LDO有一 个Bypass附加脚，由它连接一个小的电容器，可以进一步 降低噪音（参考 7．电源抑制比）。
9
Main Parameters of LDO
6．线性调整率(Line Regulation) 线性调整率可以通过下图和式D 来定义，LDO 的线性调 整率越小，输入电压变化对输出电压影响越小，LDO 的 性能越好。
式D 式中 △Vline—LDO 线性调整率 Vo—LDO 名义输出电压 Vmax—LDO 最大输入电压 △V—LDO 输入Vo 到Vmax‘ 输出电压最大值和最小值之差
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Main Parameters of LDO
3．输入输出电压差(Dropout Voltage) 输入输出电压差是低压差线性稳压器最重要的参数。在 保证输出电压稳定的条件下，该电压压差越低，线性稳压 器的性能就越好。比如，5.0V 的低压差线性稳压器，只 要输入5.5V 电压，就能使输出电压稳定在5.0V。 4．接地电流(Ground Pin Current) 接地电路IGND是指串联调整管输出电流为零时，输入电 源提供的稳压器工作电流。在轻载电流时，系统效率是Iq 对系统性能产生的影响之一。基本来说，具有低Iq 的 LDO 只在轻载时效率较高。这是因为负载电流增加时， Iq 只占Iin 总电流的很小一部分。具有较高Iq 的LDO 可以大大提高系统的线路和负载阶跃响应性能。由于Iq 被LDO 用来实现稳压工作，Iq 较高的LDO 对负载需求 或线路电压的突变可作出更快的响应。
线性直流稳压电源的设计
电路设计
输入滤波电路
作用：滤除电源输入端的高频噪声和杂波干扰
组成：通常由电容、电感和电阻等元件组成
工作原理：利用电容的隔直通交特性，将高频噪声旁路到地，同时利用电感和电阻的滤波 作用，进一步滤除电源输入端的杂波干扰
设计要点：根据电源输入端的高频噪声和杂波干扰情况，选择合适的电容、电感和电 阻等元件，并合理设计电路布局和布线，以确保输入滤波电路的滤波效果和稳定性
调整管电路
调整管的作用：控制输出电压的稳定 调整管的类型：晶体管、场效应管等 调整管的参数选择：电压、电流、功率等 调整管的保护措施：过流、过压保护等
输出滤波电路
作用：滤波电容、滤波电感等
工作原理：利用电容的充放电特性， 将高频噪声滤除
设计要点：根据负载需求和电源噪 声水平选择合适的滤波电容和电感， 以及合理的电路布局和布线
保护电路
过压保护电路：当输出电压 过高时，自动切断电源，防 止电压过高损坏电路
过流保护电路：当负载电流 过大时，自动切断电源，防 止电流过大烧毁电路
短路保护电路：当负载发生 短路时，自动切断电源，防
止短路造成电路损坏
温度保护电路：当温度过高 时，自动切断电源，防止温
度过高导致电路故障
元件选择与计算
调整管选择
类型选择：根 据输出电流和 电压选择合适 的调整管类型
额定值选择： 根据最大输出 电流和电压选 择调整管的额
定值
功耗选择：考 虑调整管的功 耗，确保其正
常工作
稳定性选择： 选择稳定性好 的调整管，确 保电源的稳定
性
滤波电容选择
滤波电容的作用：滤除交流成分，提高输出电压稳定性 滤波电容的容量选择：根据负载电流和电压波动范围计算 滤波电容的耐压选择：根据输入电压和最大输出电压选择 滤波电容的纹波电流选择：根据负载电流和电压波动范围计算
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电源网 2013年7月线性稳压器的工作原理是采用一个压控电流源以强制在稳压器输出端上产生一个固定电压，控制电路连续监视(检测)输出电压，并调节电流源(根据负载的需求)以把输出电压保持在期望的数值。
电流源的设计极限限定了稳压器在仍然保持电压调节作用的情况下所能供应的最大负载电流。
输出电压采用一个反馈环路进行控制，其需要某种类型的补偿以确保环路稳定性。
大多数线性稳压器都具有内置补偿功能电路，无需外部组件就能保持完全稳定。
《线性稳压器基础知识》电子书共分为二章，第一章线性稳压器基础知识，讲述了最基础的线性稳压器知识理论，第二章线性稳压器的分类，讲述了NPN型的LDO、PNP型的LDO、NMOS型的LDO、PMOS 型的LDO这四种不同线性稳压器的特性、架构图、功率损失的简单模型、传输元件，以及驱动电流与低/高负载电流的关系。
第一章线性稳压器基础知识1.1 什么是线性稳压器 (1)1.2 线性稳压器操作 (1)1.3 线性稳压器拓扑 (2)1.4 简单的模型 (2)1.5 带数值的简单模型 (3)1.6 负载电流变化的简单模型 (3)1.7 输入电压变化的简单模型 (4)1.8 控制环路 (4)1.9 具有控制环路模块的简单模型 (4)1.10 给LDO环路增添一个零点 (5)1.11 采用COUTESR实现LDO的稳定 (5)1.12 由前馈电容器产生的相位超前 (6)1.13 CF正相位超前与VOUT的关系 (7)1.14 致使LDO环路不稳定：如何设计一个振荡器？ (7)1.15 ESR的稳定范围 (8)1.16 为什么高ESR会使LDO不稳定？ (8)1.17 为什么低ESR会使LDO不稳定？ (9)第二章线性稳压器的分类2.1 NPN型的LDO2.1.1 NPN“准LDO”特性 (10)2.1.2 NPN型LDO的架构图 (10)2.1.3 NPN“准 LDO”中的功率损失的简单模型 (11)2.1.4 驱动NPN“准LDO”传输元件 (12)2.1.5 NPN“准LDO”驱动电流与低/高负载电流的关系 (12)2.1.6 总结 (13)2.2 PNP型的LDO2.2.1 PNP型LDO的架构图 (13)2.2.2 PNP LDO稳压器中的功率损失的简单模型 (14)2.2.3 驱动电流与低/高负载电流的关系 (14)2.2.4 总结 (15)2.3 NMOS型的LDO2.3.1 NMOS型的LDO的架构图 (15)2.3.2 NMOS LDO稳压器中的功率损失的简单模型 (16)2.3.3 驱动标准NMOS传输元件 (16)2.3.4 驱动电流与低/高负载电流的关系 (17)2.3.5 总结 (18)2.4 PMOS型的LDO2.4.1 PMOS LDO稳压器中功率损失的简单模型 (19)2.4.2 驱动PMOS LDO传输元件 (19)2.4.3 栅极驱动电压与低负载电流的关系 (20)2.4.4 总结 (20)附录一：编委信息与后记附录二：版权说明第一章线性稳压器基础知识一1.1什么是线性稳压器?●线性稳压器的工作原理是：采用一个压控电流源以强制在稳压器输出端上产生一个固定电压。
控制电路连续监视（检测）输出电压，并调节电流源（根据负载的需求）以把输出电压保持在期望的数值。
●电流源的设计极限限定了稳压器在仍然保持电压调节作用的情况下所能供应的最大负载电流。
●输出电压采用一个反馈环路进行控制，其需要某种类型的补偿以确保环路稳定性。
大多数线性稳压器都具有内置补偿功能电路，无需外部组件就能保持完全稳定。
●某些稳压器（比如低压降型）则确实需要在输出引脚和地之间连接一些外部电容以确保稳压器的稳定性。
1.2线性稳压器操作●电压反馈负责对输出进行采样，R1 和R2 可以内置或外置●反馈用于控制传输晶体管至负载的电流1.3线性稳压器拓扑1.4简单的模型基本的(一阶)线性稳压器可以模拟为两个电阻器和一个用于 VIN的电源。
现实中，唯一恒定的参数是输出电压VOUT。
所有其他的参数都将会不断地改变。
输入电压可能会由于外界的干扰而变化，而负载电流也许会因为负载运行状况的动态变化而发生改变。
这些变量的变化可能会全部同时发生，而用于将 VOUT 保持在一个恒定值所需的 RPASS 的数值也将必需相应地改变。
1.5带数值的简单模型对于第一个例子，我们将分配典型的操作值并计算串联传输元件 RPASS 所需的数值。
VIN = 12V VOUT= 5V ILOAD = 50 mA当 VIN= 12V 和 VOUT= 5V 时，RPASS 两端的电压 = (12V - 5V) = 7V，当流过 RPASS 的电流= ILOAD = 50 mA 时，RPASS所需的电阻= (7V / 50mA)= 140Ω。
1.6 负载电流变化的简单模型对于第二个例子，我们将负载电流从50mA变500mA，并计算串联传输元件 RPASS 所需的数值。
VIN= 12V VOUT= 5V ILOAD= 500 mA当 VIN= 12V 和 VOUT= 5V 时，RPASS两端的电压= (12V - 5V) = 7V ，当流过 RPASS 的电流= ILOAD = 500 mA 时，RPASS所需的电阻= (7V / 500mA) = 14Ω。
1.7 输入电压变化的简单模型对于第三个例子，我们将输入电压从 12V 变为 22V，并计算串联传输元件 RPASS所需的数值。
VIN= 22V VOUT= 5V ILOAD= 50 mA当 VIN= 22V 和 VOUT= 5V 时，RPASS两端的电压 = (22V - 5V) = 17V，当流过 RPASS 的电流 = ILOAD = 50 mA时，RPASS所需的电阻= (17V / 50mA) = 340Ω。
1.8 控制环路如前面所述，当工作条件发生变化时，串联传输元件RPASS的电阻也需要做出改变。
这是利用一个控制环路实现的。
误差放大器监视采样输出电压，将之与一个已知的基准电压进行比较，并主动地调整 RPASS 以保持 VOUT 的恒定。
所有线性稳压器的一个共同特性是其在负载电流需求发生变化之后需要一定的时间去“校正”输出电压。
这种“时滞”限定了被称为瞬态响应的特性，此特性反映了稳压器在负载变化之后能够以多快的速度恢复稳态运作。
1.9具有控制环路模块的简单模型这里增加了“简单”的模块以说明所有线性稳压器的 4 个基本组成部分：1) 串联传输元件2) 误差放大器3) VOUT采样网络4) 基准电压1.10给 LDO 环路增添一个零点最早期的LDO是使用NPN型达林顿构成，这种LDO理论上是不需要输出电容的，而实际上为了保证更低的输出噪声以及更快的动态响应，往往需要加上输出电容。
所有的电容器都具有一个等效串联电阻 (ESR)。
ESR 给 LDO 环路添加了一个零点，其频率为： FZERO=1/(2πx COUT x ESR) 。
该零点增加了正相移，可对 LDO 环路中的两个低频极点之一进行补偿。
1.11采用 COUTESR 实现 LDO 的稳定当输出电容器ESR为1Ω时，它在16kHz频率上增加了一个零点，该零点增加了大约+81°的正相移(在0 dB下)该零点使0 dB下的总相移回复至 -110°，相位裕量增加至+70°，因此环路是稳定的。
1.12 由前馈电容器产生的相位超前CF和R1形成了一个零点FZ= 1/(2πxR1xCF) ，不幸的是，它们也产生了一个极点：FP= 1 / (2π x R1//R2 x CF)1.13 CF正相位超前与VOUT的关系可能的最大相位超前取决于：VOUT/VFB比零点频率 FZ相对于单位增益的位置1.14 致使 LDO 环路不稳定：如何设计一个振荡器?导致 LDO 产生振荡最常见的原因是什么？就是输出电容器！ESR 过高●电质量欠佳的钽电容器会具有高ESR●铝电解电容器在低温条件下将具有高ESRESR 过低●许多表面贴装型陶瓷电容器具有非常低(<20 mΩ) 的ESR●钽、OSCON、SP、POSCAP、薄膜电容器均具有低ESR1.15 ESR的稳定范围ESR 必须处在制造商规定的最小/最大值范围之内以确保稳定性。
1.16 为什么高ESR会使LDO不稳定?●高ESR 将零点移至一个较低的频率；●这增大了环路带宽，因而允许极点PPWR在0dB频率之前增加更多的相移；●由其他极点产生的相移(图中未示出)使得>10Ω的ESR值往往会造成环路的不稳定。
1.17 为什么低 ESR 会使 LDO 不稳定?●低ESR 将零点移至一个较高的频率；●零点出现的频率比0 dB 频率高1 个十倍频程以上;●由于零点在0 dB 下未添加任何正相移，因此两个低频极点将导致相移达到-180°(不稳定)。
第二章线性稳压器的分类2.1 NPN型的LDONPN型的LDO分两大类;一种是是用达林顿管做的LDO，因为当时的单个晶体管的放大倍数不是很大，所以要用达林顿管来构成更大的放大倍数。
在这里不讨论达林顿管构成的LDO；另一种就是单个NPN型晶体管构成的LDO。
2.1.1 NPN “准LDO ”具有下列特性：●要求输入电压至少比输出电压高0.9V 至1.5V；●接地引脚电流大于NPN-达林顿管，但小于PNP-LDO 稳压器；●需要一个输出电容器，但一般不像PNP-LDO 那样具有特殊的ESR 要求。
2.1.2 NPN型LDO的架构图从上图可是看到经过输出采样之后，通过一个小型号NPN三极管来控制一个PNP型的前级晶体管，这个前级的晶体管是通过集电极的电流来控制功率NPN晶体管。