第六章直流稳压电路

由前面的学习，我们可知电可分为直流电和交流电。

第一章学习了直流电。

Direct Current（直流）的首字母缩写。DC是极性（方向）不随时间变化的电流。

①流动极性（方向）和大小皆不随时间变化的电流通常被称为DC。

②流动极性不随时间变化，但大小随时间变化的电流也是DC，通常被称为纹波电流 (Ripple current)。

第二章学习了交流电。

Alternating Current（交流）的首字母缩写。AC是大小和极性（方向）随时间呈周期性变化的电流。

本章，我们要学习是的电的转换。

为什么电需要转换？因为不同的用电设备对电的要求不同，例如家用电器使用交流220V，而电子设备需要直流低压供电，如手机一般是5V充电。而芯片的供电需要1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V等。电的传输是用高压交流，可以减少传输损耗。

电的转换类型:交流->交流，交流->直流，直流->直流
（1）交流--->交流（利用变压器）--变压
变压器：是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。
电压变换公式：U1/U2=N1/N2 --->U1/N1=U2/N2
N1初级线圈绕组匝数
N2次级线圈绕组匝数

（2）交流--->直流（二极管整流）--整流

将AC（交流电压）转换为DC（直流电压）的整流方式有全波整流和半波整流。两种情况都利用了二极管的电流正向流通特性来进行整流。

关键转换器件-整流桥

   ① 单相半波整流电路 u_o=0.45U（u=√2Usinωt，u_o是平均值）


② 单相全波（桥式）整流电路 u_o=0.9U（u=√2Usinωt，u_o是平均值）

（3）直流--->直流（LDO：低压差线性稳压器&DC/DC转换器）---稳压
1. LDO = Low Dropout Regulator，低压差+线性+稳压器。
LDO工作原理就一句话：通过运放调节P-MOS的输出。LDO内部产生一个基准电压，作为运放的反向电压，将LDO的输出电压通过分压作为运放的正向输入电压。运放的输出去控制P-MOS管的工作状态。P-MOS，相当于一个压控的可变电阻。运放工作在线性区，即u_o=Auo(u₊-u_-)。

内部结构如下：

https://atta.szlcsc.com/upload/public/pdf/source/20211011/50CC665C22E3A66C08379A4A74BDA25C.pdf AMS1117
特点：输出纹波小，电流也较小。一般用在对纹波要求高而功耗小的地方。

串联型稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。

当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压U_o 升高时，有如下稳压过程：

由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳压电路。这就是LDO的原型。

（2）DC-DC：PWM开关式直流到直流变换器（开关电源）。有升压式、降压式和升降压式三种。实际应用以降压式为主，即把高电压变成低电压。

控制开关是P-MOS管，D是续流二极管，LC滤波电路。
https://item.szlcsc.com/98851.html DC-DC电源芯片

PWM（Pulse Width Modulation）是脉冲宽度调制。

滤波电路
交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。像这样的电压虽是直流，但纹波过大，无法使用，就需要滤波，使之变成右边这样稳定的电压。

滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压不能突变、通过电感中的电流不能突变的特性, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。
方法：将电容与负载RL并联或将电感与负载RL串联。
常用的滤波方式：电容滤波、LC滤波、π形滤波。
（1）电容滤波 Uo=1.2U(电容滤波使电压平均值上升)

电容滤波电路的特点
(1) 输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数R_LC有关。R_LC 越大  电容器放电越慢，则输出电压的平均值Uo 越大，波形越平滑。