【冰糖葫芦娃】之电赛经验分享 最新更新

开个楼层，先说说线性电源与开关电源的一些基本情况以及其优缺点，然后再来个板子

哈哈哈

大家多多支持哈

今天刚刚考完科二，前几天练车，也没有及时更新，现在开始吧。

先来谈一下线性电源，介绍完之后，给大家一个简单的线性电源，有条件的同学可以自己焊接调试一下。

这里我们主要谈DC-DC。主要说一下降压型线性电源。

为了参加电赛就要做足够的准备，这里我们先来讲一下线性电源。在电赛中给单片机供电的辅助电源，以5V和12V为主，这里我们就来做一个，15V输入5V输出的线性电源。
电路如图一所示

VCC为15V输入，电容C2的作用是为了防止供电电压发生波动影响后级，并对VCC进行滤波的作用，我们需要得到5V的输出，这里我们不再对三极管进行介绍，不知道三极管工作原理的，可以看一下模电课本。一开始，输出端的电压为0V，当输入加上电压之后，因为C2与C1对于直流电来讲，相当于开路。所以，电流通过R1在稳压二极管的阴极流向阳极，因为稳压二极管工作在反向击穿状态，所以，如果VCC不变的话就会在三极管的b级即稳压二极管的阴极产生一个稳定的电压，那么稳压二极管两端产生的电压大小和什么有关系呢，这就牵扯到稳压二极管的选型问题。我们想要得到5V的输出电压，三极管工作在放大区，那么三极管be两端会有一个0.3V～0.6V的压降，通过简单计算，可以知道，在三极管b端需要有一个5.6V左右的电压，所以我们选择5.6V的稳压二极管。为了使稳压二极管两端的电压稳定，需要使流经稳压二极管的电流在10mA左右。这样我们再来计算R1的取值为：（15-5.6）/0.01Ω    ，这样一来，我们就得到一个输入15V，输出12V的线性降压电源。

大家完全可以拿起烙铁，拿过来洞洞板，直接焊一个。也可以不按照这个12V的输出电压要求来，可以直接试一下，输出5V电压。

当然，如果有条件的话，完全可以用7812或者是7805来得到稳定的电压，但是一定要注意，78系列的三端集成稳压芯片的电流是有限制的，不要超过1.5A，个人建议不要超过1.2A，要给芯片流出1.2倍的裕量。

线性电源最大的缺点就是，效率比较低，利用晶体管来承受多余的电压，这将会使得，晶体管上的损耗即为：负载电流与晶体管两端电压的乘积。所以，其原理可以理解为，晶体管来分担多余功耗，这直接导致线性电源的效率会偏低，并且通过简单分析可知道在相同输出电流的电路中，晶体管两端电压差越低，电路效率越高。

今天等会就该回宿舍了，明天更新一个，用78/79系列搭建的正负辅助电源。

前面说过了线性辅助电源，只有降压的作用，有时候满足不了一些电路对电源的需求，比如有些运放电路需要使用正负电源供电。这时我们就来看一下，怎么来产生正负电压。

明天上这个“伪”造正负电源的电路图

可能是因为我在word写完再复制粘贴的原因，我再单独上传一下

假设我们只有一路10V电压，想要得到正负5V电压，我们应该怎么办呢？如下图所示。看到这个图片，可能会有人问，对于同一个点，为什么前面标注10V后面标注5V，其实，这里的10V是针对于左边的参考地而言，而后面的+5V的参考点是两个电解电容的中间位置。而相对于这两个电解电容中间位置的原来的0参考点，地的位置，也自然形成了-5V的负电压。

刚才看书，发现，其实5楼写的这个简单的线性LDO电源其实就是一个简单的三极管电路——射极跟随器。图一可以等效为：下图。工作原理如上所述。少了的两个电容作用是滤波的

在谈由78/79系列构成的正负电源前，我们先来看一下，78/79系列的三端集成稳压器。

所谓三端稳压器，也就是说芯片只有三端，只有三个管脚，其内部包括基准电压电路，取样电路，比较放大电路，调整管，以及保护电路。78/79系列三端集成稳压器内部还集成了过流保护，芯片过热保护，这使得78/79系列三端集成稳压器在市场上的应用如此广泛。

先来看一下78系列三端集成稳压器。常见的78系列三端集成稳压器的型号为：5V，9V，12V，15V，24V。如7805就代表，这个三端集成稳压器的输出电压为5V，那么同理可得，7812代表，这个12V稳压器。但是在选型的时候不要把精力只放在电压上，也需要关注一下电流值，电流值的区分要根据78系列后面的字母区分，L为0.1A，M为0.5A，没有字母为1.5A。

我们再来看一下78系列的基本电路，如图所示。

78系列三端稳压器7805，的三个引脚分别为1:输入引脚，2:公共端，3:输出端。这里我们将公共端接地（等下我们再来说一下，公共端不接地端情况。）图中，电容C3的作用为稳定输入电压。即，当输入电压有微小变化时，会因为电容两端电压不能突变的原因，使三端集成稳压器输入电压不会发生变化，达到稳定输出电压的作用，一般取值较大，经验值为1000uF。电容C2的作用是抑制电路产生的自激振荡，并且减小纹波，一般取值0.33uF。C4一般用于减小高频噪声，一般取值0.1uF。为了减小低频干扰，又常在C4两端并联10uF电解电容。这里还差一个二极管的功能，那么二极管的功能是什么呢？大家可能在平常的电路中，没有看到这个二极管，这可能是因为设计人员的疏忽大意，同时更大一部分的可能是因为78系列输出，不是直接接入负载。因为这个二极管的作用是给C4，C5放电用的，也可以理解成保护二极管，那么他保护的是什么呢？

假设输入端突然断开，C4将会从输出端向输入端放电，容易损坏三端稳压器。这就是二极管的作用。

完了78系列的经典电路图，我们再来看78系列的几个拓展应用。如图所示：

说完了78系列，再来看一下79系列三端集成稳压器。79系列为负电压输出三端集成稳压器。所谓负电压集成稳压器也就是输出为负电压。这里存在一个误区，。那就是79系列虽然输出为负电压，但是同样，其输入也应该是负电压，这一点需要注意，如果输入为正电压的话，会对管子造成严重损坏。我们再来看一下79系列电路图，如下图所示。

如图所示，TF为变压器，一次测接入220V交流电压，二次测输出为24V交流电压，24V交流电压在经过整流桥后，变成DC直流电压，这里我们首先假设，电容C2、C3正端电压为VCC，则C2与C5之间、C3与C6之间的节点处为VCC/2。想之前说到的一样，在这里我们将VCC/2的地方设置为三端集成稳压器的地。一般C2、C3、C5、C6、为储能滤波电容一般取值为一个470uf、一个1000uf就够了，再继续往后分析，后面就是两个发光二极管，这两个发光二极管就是用来表示，正负电源是不是可以用，分析这个电路时就可以，根据KVL定律（基尔霍夫电压定律：在任何一个闭合的回路中，各元件上电压的代数和等于电动势的代数和，即：从一点出发绕回路一周回到这个点的时候，各段电压的代数和为零）。即D2、R1、D3、R2构成的支路两端电压为整流桥输出经过电容滤波后的电压值。

再来说一下发光二极管，一般情况下，发光二极管的导通条件是：流经其两端的电流为3～10mA，并且其导通后，在其两端会产生3.3V压降。为此，二极管使用时，需要有限流电阻，并且限流电阻的值要根据其所接电压的大小计算，具体计算方法为：所加电压值减去二极管导通时两端产生的电压，然后除以其正常工作时两端流过的电流，得到的即为发光二极管限流电阻的大小。

这样由三端集成稳压器构成的正负电源也就完成了。这里还需要提醒一点，上面的图不能直接拿来用哈，因为，78、79系列的三个管脚对应关系错了，画完图之后才发现，也就没有改。

现在更新完了现行辅助电源，把几个常用的辅助电源电路上传一下，大家可以看看，

我在去年的比赛中也正是做的电源题目，讲完了线性电源，再来看一下开关电源把。

对于开关电源我也只是了解了一部分，并不算精通，所以，我也只讲一些基本的东西，这些东西对于老手来说应该毫无难度，但是对于新手，学生，以及刚开始接触的兄弟姐妹来说，应该算是基础。或许我也有讲的不对的地方，还希望各位大佬多多批评指正。

既然要谈一谈开关电源，那么我们就先来看一下，百度上是怎么定义开关电源的。

由上图可以看到，百度先是说了开关电源是指一种电源，然后用了三个定语从三个方面来形容了这个电源，然后又说了开关电源的一种控制方法，PWM脉宽调制技术。然后又说了说开关电源的前景以及其重要性。就没有再多余的介绍。看完了百度的介绍，我们再来讨论一下开关电源，根据我这一年半的理解，所谓电源就是指电源电压之间的转换，常见的就是DC—AC逆变、DC—DC升降压、AC—DC整流，这里我们先来看一下DC—DC升降压，所谓升降压，我也是只做过降压Buck和升压Boost，当然还有Buck—Boost，这里需要注意的是真正的Buck—Boost并不是15年的题目双向拓扑，而是升降压，比如输入12V，输出可以是5V也可以是20V，即输出既可以小于输入，也可以大于输入。