直流線性電源是一種將交流電壓轉換為穩定的穩壓直流電壓的電路，無需任何開關或數字電路。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，并為您提供穩定的直流電壓輸出。 交流電壓周期性地改變其極性和幅度，而直流電壓是穩定的并且極性保持恒定。 以下是交流和直流電壓信號的簡單比較：

墻上的電源插座提供交流電壓。但大多數設備（例如手機或筆記本電腦）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，使您可以通過任何墻壁插座為設備供電。這些墻壁適配器是小型電源。 要構建線性電源，您需要以下組件：

變壓器：墻壁插座輸出的交流電壓較高，如 110/220 V AC。因此，首先要做的就是將其轉換為幅度較低的信號。這是通過使用稱為變壓器r的組件來實現的。

整流器：交流電壓經過變換后，會通過整流器。整流器通過僅允許電流沿一個方向流動并消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，使用濾波器來平滑并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，因此在這種濾波電路中使用電容器。

穩壓器：為了有穩定的直流電壓值輸出，需要穩壓器。它確保恒定且穩定的直流電壓輸出，補償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，線圈繞在磁芯上。當交流電流流過初級繞組時，會產生變化的磁場，從而在次級繞組中感應出電流。每個繞組中的線匝數決定了衰減或放大系數。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。
? 看一下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，因為它消除了交流信號的負半周期。作為整流器，您可以使用二極管電橋。查看二極管電橋電路及其對交流信號的作用，如下所示：

電容濾波器

一旦從整流器獲得脈動直流信號，您可以通過將電容器用作濾波器來平滑它。要構建這個濾波器，您只需在二極管電橋的正極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升高而充電，并隨著整流電壓的降低而釋放其電荷。請觀察下面的這種行為。

您可以看到，即使應用了濾波器，交流信號也不是 100% 穩定，它仍然有一些小的幅度變化。這種效應稱為波紋。電容器電容越大，紋波越低。

電壓調節器

一旦獲得直流電壓，有多種方法可以將其調節至所需值。例如，您可以使用齊納二極管，或者可以實現專用穩壓器電路，例如 LM78xx 系列的器件。 假設您想要將電容器濾波器之后的電壓調節至 5V，為此，您需要使用 LM78xx 系列，即 LM7805。

正如您所看到的，該電壓調節器非常易于使用。它通常具有輸入引腳 (Vin)、輸出引腳 (Vout) 和接地引腳 (GND)。輸入引腳必須連接到輸入電壓的正極端子以進行調節，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地。 另外，(@電路一點通)建議在輸入和輸出引腳上添加電容器，以減少紋波和噪聲。 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

現在您已經了解了直流線性電源的工作原理，是時候看看如何構建一個電源了！ 請記住，使用高壓工作可能很危險。避免觸電是一回事，但您還需要使用適當的電線厚度和間距以避免火災風險。

第 1 步：連接變壓器

首先要做的是給變壓器接線。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。使用的是中心抽頭變壓器 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。該設計允許通過單個變壓器配置實現多個電壓電平。例如，獲取+9V、0V和-9V。 對于該電路，我僅使用了 9V 交流輸出之一。

第 2 步：添加二極管橋

對于整流器，(關注公眾號@電路一點通)使用了二極管電橋 W02M，它在其緊湊的機身內具有必要的二極管布置。 該裝置有四個端子，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。

第三步：用電容器過濾整流電壓

為了平滑脈動直流電壓，您已經知道需要使用一個簡單的電解電容器。電路一點通 在本例中，使用了 1000 uF 電容器。檢查一下它的接線：

第四步：調節直流電壓

此時1000uF電容的輸出電壓為9V DC。為了將電壓調節至 5V，本示例使用 LM7805 穩壓器。 LM7805數據表建議在輸入端和輸出端放置兩個分別為0.33uF和0.1uF的陶瓷電容。 此外，您還可以看到綠色 LED 如何連接到 5V 輸出，只是為了說明該直流線性電源的工作原理。

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編輯：黃飛

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