学习笔记-智能车制作-1.3-1

    明天起要跟着爸爸去平顶山和周口的的变电站出差，因此这个读书笔记估计要断更到周末了。为了能晚上早点更完，下午在图书馆做了一下午笔记。
    为避免文章太长，将电源分为3部分，由于下午时间有限，只写了两部分。（线性稳压电源和BUCK型降压开关电源）
    以下是正文：



    稳定可靠的电源是保证电子设备良好运行的基础，而电源主要分为线性电源和开关电源。    下图为线性电源和开关电源的对比：



    1.3.2 线性电源基础知识
        1.线性电源原理
        线性电源的调整管工作在放大区（三极管）或可变电阻区（MOS管）。以工作在放大区的三极管为例，线性电源的简化结构图如下图所示




        其中，分压电阻用于采集输出电压，与内部基准电源进行比较，二者进行比较后，调节三极管的基极电流。
        例如：输出电压升高，使得分压电阻的电压升高，经与基准电压比较和处理，提供给三极管的电流将减少，因此三极管的发射极电流也会降低，最终导致输出降低，反之亦然。
然而在实际中，线性电源内部还有环路补偿、过热保护、短路保护等，比范例图结构要复杂更多。
        2、线性电源的效率
        由原理易知线性电源的调整管通过限流的方式来稳定输出电压，则剩余的电压全部通过发热消耗掉了，也就是说线性稳压电源相当于串在电源和负载之间，随着负载电流的变化自动调节阻值的可变电阻。
        线性电源的发热功率为W≈（U1-U0）*I。
        其中U1是电源的输入电压，U0是电源的输出电压，I是输出电流。
        在做低功耗方面的设计时，还需要考虑负极引脚有小电流Iq
        由于线性稳压电源的原理相同，故在相同工作条件下，效率几乎是相同的，不存在某型号效率更高的说法。
        下图为线性电源外围的简化电路模型：




        3、LDO
        LDO全称低压差调节器（Low Dropout Regulator）
        线性稳压器通过调整管限制输出电流，在自身产生一定的压差（U1-U0），受制于元器件的性能，这个压差不能无限地小，低于一定的值，器件将无法正常工作，其值就是Dropout Voltage。
        例如78XX系列稳压芯片的典型值为2v,若输出为5v的型号（7805），输入电压不能低于7v，否则无法正常工作。1117系列的典型值为1v，2940系列的为0.5v。
        随着压差的降低，器件对输入电压的要求更低，芯片的应用会更广泛，对于压差非常低的线性电源芯片称为LDO。（压差可低至0.1v或更小）
        线性电源的压差并非是固定值，以上参数都是在一般电流和温度情况下的典型值，以LM2940为例，1A电流时，压差为0.5v，在0.1A电流时，压差仅需0.1v。因此也应根据负载来选择合适的芯片。
        4、总结
        线性电源的电路结构非常简单，参考数据手册的典型电路即可，多为一个芯片加数个电容。单输出电容需注意，其为环路补偿中的重要部分，其溶质和材质都需要符合电路要求。（在开关电源中会详细介绍）
        线性稳压电源结构简单，工作可靠，输出稳定，是智能车的首选方案。但若发现电源芯片发热严重，就需要采取措施，一是加强散热（加散热片，换用大封装芯片）；二是改进电路，降低负载；三是使用多路同电压电源并联；四是换用高效的开关电源。





        线性稳压电源的结构确实非常简单，建议大家可以用1117等搭一个简易的5v电路，或是回顾下上学期做电源时所学习到的知识。        电源是一切电子设备的基础啊～