低成本线性稳压电源设计:简单电路方案解析
出处:网络整理 发布于:2025-05-27 14:17:44 | 293 次阅读

通常的做法是使用 LM7805 稳压器,将 24V 电压降压后输出 5V 为单片机供电。这种方案的优点是电路简单,使用的元件较少。然而,LM7805 稳压器的价格约为 1 元,相较于三极管、等元件,成本相对较高。
为了设计出更加低成本且经济实用的电路,我们可以考虑使用。稳压二极管具有独特的特性,当反向电流达到一定值时,其负极相对于正极的电压能够稳定在一个特定值。基于此特性,我们设计了以下电路:
在这个电路中,我们使用了一个 5.6V 的,同时串联了一个限流电阻 R1,其目的是为稳压管提供大于 2mA 的电流,以确保稳压管能够工作在稳压状态。但是,当接入负载 RL 后,RL 与稳压管形成并联关系,会分走一部分电流,导致流过稳压管的电流不足 2mA,从而使稳压管无法正常工作在稳压状态。
有人可能会提出将 R1 电阻阻值减小的方案。然而,这种方法存在问题。一方面,如果负载固定,稳压管的电流将会过大,造成电能浪费;另一方面,在实际应用中,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,仅仅依靠稳压管进行稳压,无法满足提供可变化大电流的需求。
由于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,具体电路如下:

这是一个 NPN 三极管电路。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。从电路起始状态开始分析,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 间也有电流通过,并且电流会逐渐增大。
随着 E 极电压的升高,三极管会进入开通状态,此时 E 极电压为 5V,即 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,三极管又会重新导通。如此循环,E 极电压就能够稳定在 5V 左右。
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