DIY线性电源，DIY稳压电源

做事要先利其器！

对于电子爱好者来说，电源是不可缺少的道具。

电源大致分为两种

开关类型——的电源操作通过功率器件(包括MOS管、IGBT和晶体管)在开关状态下运行以提供电压转换。

线性类型——的电源操作通过使功率器件(晶体管、MOS管)在线性区域操作来提供电压转换。

开关型电源

直线型电源

两种工作类型各有利弊。

作者常用的器件多为数字电路器件，在数字电路器件中，由于其工作是数字状态，所以数字状态的最重要的一点是电平。

其中又以5V的TTL水平和3.3V的LVTTL最为常见。

因此，今天作者通过实际制作输出5V和3.3V的线性稳压电源，简单说明线性稳压电源的弊端和优点。

此次主要使用的器件有三端子调节器——LM7805和AMS1117-3.3V两个器件。

原理图如下所示

线性稳定原理图

首先简单说明一下电路设计的想法吧

防逆接设计

COM1是输入的连接端，不具有防模糊功能，需要防逆接设计，最简单的是使用二极管防逆接，而且该线性稳压电路需要多种供电模式(包括直流输入、工频变压器输入)

电容滤波

由于需要考虑交流输入，所以需要大的平滑电容器。 平滑电容器电容参照式c=2.5*(1/f )/RL，其中，c为电容器(单位f )，f为频率)交流全波整流时为100Hz )，RL为输出负载，输出电流1A、LM7805最小输入电压为7V，因此

线性稳定部分

这部分是线性稳压器部分，主要参考数据手册电路，只要注意芯片的引脚排列，几乎没有问题。 AMS1117-3.3V的电源取自LM7805的输出5V

设计的想法基本上变成了这样。 现在，让我们看看电路板和成品

PCB正面

PCB背面

物料

成品

成品

成品

现在，带着负载测量输出纹波，可以发现纹波电压非常小

波纹电压60mv

输出5V1A时的纹波电压约为0.05v左右

波纹电压40mv

在负载相同的电源情况下，对纹波电压影响最大的是响应速度，线性稳压器电源功率器件在线性状态下工作，对线性调整不需要很多控制，响应速度较高

另一方面，关于开关型的电源，由于功率器件在开关状态下动作，所以开关型的电源需要包括变压器、电容器、电感在内的蓄电元件，对于影响输出电压的器件，需要更多的控制

有优势也有劣势。 看看线性稳压电源的缺点

你可以看到作者板上有一个非常大的散热器，这个散热器是做什么用的？

巨大的散热器

现在，将输入电压分别调整为12V和18V，测试5V的负载均为6，负载电流为0.8A。

测量使LM7805工作30分钟后的温度

无负荷时的温度为33度

输入12V、5V的负载电阻6(输出电流800mA )，测量数据

输入12V接通电源30分钟后的温度85度

输入18V、5V的负载电阻6(输出电流800mA )，测量数据

18V输入3分钟后温度达到103度

18V输入30分钟后的温度120度

从数据中可以看出，温度上升得非常快，只有30分钟

12V输入时已达到90度，18V输入时更达到120度，且电流降至500mA

我们现在增加的散热器散热面积非常大。 如果不增加散热器，就不知道温度有多高

为什么会这样呢？

首先谈谈线性稳定的原理

图中所示的是最简单的线性稳定电路

线性稳压电路

其结构如图所示

线性稳压电路工作原理

从工作原理可以看出，线性电路( Q1 )和负载形成串联电路，但由于串联电路的电流在任何地方都相等，所以流过Q1的电流与负载RL的大小相同，从输入电压中减去输出电压就是Q1两端的电压。

其实能量守恒定律也可以用于分析电路。 我们知道能量不会凭空消失，也不会凭空产生

电压*电流=功率，那么Q1所需的功率是什么呢？ 发烧了

12V输入时，输出为5V/800mA时，落在LM7805上的功率为7V*0.8A=5.6W，输入电压为18V时更高达10.4W

我想你知道为什么需要这么大的散热器了

试着总结一下线性稳定化的优缺点

优点：

其调节速度快，不在开关状态下工作，存在纹波电压小、电路简单、外围部件少的缺点。

其工作为线性状态下，功耗较大，需要非常大的散热面积，功耗较大，因此无法产生非常大的输出电流与较大的输入输出电压之差，由于稳压电路为串联电路，无法输出高于输入电压的电压，只能进行降压线性稳压。 感谢您的聆听

作者已将本文中的线性电源原理图载入百度云，关注作者发私信“5V线性稳压电源”，可获得原理图、PCB图和材料清单

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