简易电路实现:低成本实用线性稳压电源设计方案
出处:网络整理 发布于:2025-06-06 16:15:10 | 219 次阅读
常见的做法是使用 LM7805 稳压器,将 24V 电压经过该稳压器后降压输出 5V 为单片机供电。这种方案的优点是电路简单,所需元件较少。然而,LM7805 稳压器价格约为 1 元,相较于三极管、二极管等元件,价格相对较高,导致整体成本增加。
为了寻找更具成本效益的解决方案,我们可以考虑使用稳压二极管。稳压二极管的特性是,当反向电流达到一定值时,其负极相对于正极的电压能稳定在特定值。基于此特性,我们设计了如下电路:

在这个电路中,使用了一个 5.6V 的稳压管,R1 是限流电阻,其作用是为稳压管提供大于 2mA 的电流,以确保稳压管能工作在稳压状态。但当接入 RL 负载后,RL 与稳压管形成并联,会分走一部分电流,导致流过稳压管的电流不足 2mA,使稳压管无法正常工作在稳压状态。
有人可能会提出减小 R1 电阻阻值的方法。然而,这种方法存在弊端。一方面,如果负载固定,稳压管的电流会过大,造成能源浪费;另一方面,实际应用中负载通常是变化的,这会导致稳压管的电流不稳定,进而影响整个稳压效果。因此,仅依靠稳压管无法实现提供可变的大电流的需求。
三极管具有电流放大作用,我们可以将稳压管和三极管结合起来,利用三极管提供电流,利用稳压二极管进行稳压,电路如下:

这是一个 NPN 三极管。由于 R1 的存在,稳压管始终有足够的电流流过,使其处于稳压状态,即三极管的 B 极电压始终为 5.6V。从电路起始状态分析,三极管 C 极电压为 24V,B 极电压为 5.6V,E 极电压为 0V。此时,三极管 B - E 间会有电流流过,进而导致三极管 CE 间也有电流,且电流会逐渐增大。
随着 E 极电压升高,三极管会进入开通状态,此时 E 极电压为 5V,因为 BE 之间存在 0.7V 的压降。三极管导通后,24V 电压通过三极管到达 E 极,E 极电压继续升高。当 E 极电压升高到大于 5.6V 时,三极管会完全关闭,E 极电压逐渐减小。当 E 极电压减小到 5V 时,三极管又会导通。如此循环,E 极电压就能稳定在 5V 左右。
为了进一步提高输出电压的质量,我们可以在后面添加电解电容和高频电容进行滤波。经过滤波后,输出电压的纹波会非常小,能满足大多数设备对电源稳定性的要求。
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