直流線性電源是一種將交流電壓轉換為穩(wěn)定的穩(wěn)壓直流電壓的電路，無需任何開關或數(shù)字電路。這使得電路既易于理解又易于構建。

在本指南中，您將了解直流線性電源的工作原理以及如何構建自己的直流線性電源。

線性電源有什么作用？

線性電源將交流電轉換為直流電，為您提供穩(wěn)定的直流電壓輸出。所以首先，你需要了解交流電壓和直流電壓的區(qū)別：

交流電壓會周期性地改變其極性和幅度，而直流電壓是穩(wěn)定的，極性保持不變。

以下是交流和直流電壓信號之間的簡單比較：

墻上的電源插座提供交流電壓tage.但大多數(shù)設備，如手機或筆記本電腦，都需要直流電壓才能工作。

這就是充電器或直流壁式適配器存在的原因;它們將交流電壓轉換為直流電壓并降低電壓，允許您從任何墻上電源插座為設備供電。這些壁式適配器是小型電源。

要構建線性電源，您需要以下組件：

變壓器：來自墻上插座的交流電壓具有很高的幅度，例如 110/220 V AC。因此，首先要做的是將其轉換為幅度較低的信號。這是使用稱為變換r
的組件實現(xiàn)的。

整流器： 一旦交流電壓被轉換，它就會通過整流器。整流器通過僅允許電流沿一個方向流動并去除交流波形的負部分，將交流電壓轉換為脈動直流電壓。

濾波器：整流后，使用濾波器來平滑和最小化脈動直流電壓。通常，由于電容器具有存儲能量的能力，因此用于這種濾波電路。

調節(jié)器： 為了獲得穩(wěn)定的直流電壓值輸出，需要一個電壓調節(jié)器。它確保了恒定穩(wěn)定的直流電壓輸出，補償了負載或輸入電壓的波動。

變壓器

變壓器是由兩個線圈組成的組件，線圈纏繞在磁芯上。當交流電流流過初級繞組時，它會產(chǎn)生一個變化的磁場，從而在次級繞組中感應出電流。每個繞組中的導線匝數(shù)決定了衰減或放大因子。例如，您可以通過選擇合適的變壓器將
110 V AC 轉換為 12 V AC。

看看變壓器的結構和符號：

整流器

整流步驟是將交流電轉換為直流電的關鍵部分。它使用整流二極管來消除交流信號的負半周期。

這些二極管最常見的設置是二極管電橋。下面您可以看到二極管電橋電路如何僅將交流信號轉換為正周期：

電容濾波器

一旦從整流器獲得脈動直流信號，就可以通過將電容器用作濾波器來平滑它。要構建此濾波器，您只需在從二極管電橋獲得的正極端子和負極端子之間連接一個電容器。

電容器將隨著整流電壓的增加而充電，并在整流電壓降低時釋放其電荷。在下面觀察此行為。

您可以看到，即使應用了濾波器，交流信號也不是 100% 穩(wěn)定的，它仍然有一些小的幅度變化。這種效應稱為漣漪。電容電容越高，紋波越低。

電壓調節(jié)器

獲得直流電壓后，有很多方法可以將其調節(jié)到所需值。例如，您可以使用齊納二極管，也可以實現(xiàn)專用穩(wěn)壓器電路，例如 LM78xx 系列的器件。

假設您希望將電容器濾波器之后的電壓調節(jié)至 5V，為此，使用 LM78xx 系列時，您需要 LM7805。

如您所見，該電壓調節(jié)器非常易于使用。它通常具有一個輸入引腳 （Vin）、一個輸出引腳 （Vout） 和一個接地引腳
（GND）。輸入引腳必須連接到輸入電壓的正極端子進行調節(jié)，而輸出引腳則連接到負載。接地引腳必須連接到電路的公共接地。

此外，我建議在輸入和輸出引腳上添加電容器，以降低紋波和噪聲。

把所有這些放在一起，你最終會得到這個電路：

構建直流線性電源

既然您已經(jīng)了解了直流線性電源的工作原理，那么是時候看看如何構建直流線性電源了！

? 請記住，在高電壓下工作可能很危險。避免觸電是一回事，但您還需要使用適當?shù)碾娋€厚度和間距以避免火災風險。

第 1 步：連接變壓器

首先要做的是連接變壓器。我的墻上插座有 127V 交流電，所以我使用了為此設計的變壓器。我使用的是中央抽頭變壓器 127 V AC / 18 V
AC。

中心抽頭變壓器有一個次級繞組，中間有一個中心抽頭。此設計允許從單個變壓器配置中獲得多個電壓電平。例如，獲得 +9V、0V 和 -9V。

對于此電路，我只使用了其中一個 9V 交流輸出。

第 2 步：添加二極管電橋

對于整流器，我使用了二極管橋 W02M，它在其緊湊的主體內具有必要的二極管排列。

該設備有四個端子，兩個用于接收交流電壓，兩個用于輸出脈動直流信號。請參閱下面的連接。

第 3 步：用電容器濾波整流電壓

為了平滑脈動直流電壓，您已經(jīng)知道需要使用一個簡單的電解電容器。在本例中，我使用了1000 uF電容。查看其接線：

第 4 步：調節(jié)直流電壓tage

此時，1000 uF電容的輸出電壓為9 V DC。為了將電壓調節(jié)至 5V，本示例使用 LM7805 穩(wěn)壓器。

LM7805 數(shù)據(jù)表建議在輸入端和輸出端分別放置兩個陶瓷電容器，分別為 0.33uF 和 0.1uF。

此外，您還可以看到綠色 LED 如何連接到 5V 輸出，以說明該直流線性電源的工作原理。

審核編輯：陳陳