轉(zhuǎn)眼間五一假期已經(jīng)過完，并且開學一天了，收一收外出游玩的心態(tài)，準備迎接電賽吧，兄弟們，雖然我只是去年參加過一次電賽，但是還是感覺可以給今年第一次參加電賽的兄弟們，分享一些有實際價值的內(nèi)容，并不想直接上電路圖，也并不想直接讓你們打包回去，做出來，胡亂一調(diào)就能出波形，作為一名過來的學長，以及一名技術(shù)不精通的實習版主，我還是想讓大家多學到一點真正對接下來的比賽有用的東西。
我將連續(xù)更新幾個帖子，來給大家分享一下一些所謂的經(jīng)驗。
不知道能不能給一些參加電賽的新手帶來幫助，但我會盡力而為之
為了參加電賽就要做足夠的準備，這里我們先來講一下線性電源。在電賽中給單片機供電的輔助電源，以5V和12V為主，這里我們就來做一個，15V輸入5V輸出的線性電源。
電路如圖一所示
VCC為15V輸入，電容C2的作用是為了防止供電電壓發(fā)生波動影響后級，并對VCC進行濾波的作用，我們需要得到5V的輸出，這里我們不再對三極管進行介紹，不知道三極管工作原理的，可以看一下模電課本。一開始，輸出端的電壓為0V，當輸入加上電壓之后，因為C2與C1對于直流電來講，相當于開路。所以，電流通過R1在穩(wěn)壓二極管的陰極流向陽極，因為穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)，所以，如果VCC不變的話就會在三極管的b級即穩(wěn)壓二極管的陰極產(chǎn)生一個穩(wěn)定的電壓，那么穩(wěn)壓二極管兩端產(chǎn)生的電壓大小和什么有關(guān)系呢，這就牽扯到穩(wěn)壓二極管的選型問題。我們想要得到5V的輸出電壓，三極管工作在放大區(qū)，那么三極管be兩端會有一個0.3V～0.6V的壓降，通過簡單計算，可以知道，在三極管b端需要有一個5.6V左右的電壓，所以我們選擇5.6V的穩(wěn)壓二極管。為了使穩(wěn)壓二極管兩端的電壓穩(wěn)定，需要使流經(jīng)穩(wěn)壓二極管的電流在10mA左右。這樣我們再來計算R1的取值為：（15-5.6）/0.01Ω ，這樣一來，我們就得到一個輸入15V，輸出12V的線性降壓電源。
大家完全可以拿起烙鐵，拿過來洞洞板，直接焊一個。也可以不按照這個12V的輸出電壓要求來，可以直接試一下，輸出5V電壓。
當然，如果有條件的話，完全可以用7812或者是7805來得到穩(wěn)定的電壓，但是一定要注意，78系列的三端集成穩(wěn)壓芯片的電流是有限制的，不要超過1.5A，個人建議不要超過1.2A，要給芯片流出1.2倍的裕量。
線性電源最大的缺點就是，效率比較低，利用晶體管來承受多余的電壓，這將會使得，晶體管上的損耗即為：負載電流與晶體管兩端電壓的乘積。所以，其原理可以理解為，晶體管來分擔多余功耗，這直接導致線性電源的效率會偏低，并且通過簡單分析可知道在相同輸出電流的電路中，晶體管兩端電壓差越低，電路效率越高。
今天等會就該回宿舍了，明天更新一個，用78/79系列搭建的正負輔助電源。
前面說過了線性輔助電源，只有降壓的作用，有時候滿足不了一些電路對電源的需求，比如有些運放電路需要使用正負電源供電。這時我們就來看一下，怎么來產(chǎn)生正負電壓。
在說正負電壓之前，我們先來說一下，啥叫參考電，因為電壓的大小都是相對于參考點來說的，如果沒有參考點，也就相當于測試點沒有構(gòu)成回路，沒有回路的電路，是不會有電壓的。在平常的測試中，我們往往使用學生電源，或者是數(shù)字直流電源來給電路供電，這時我們默認的參考點就是學生電源或者是數(shù)字直流電源點負極。假設我們只有這樣的一路輸出，但是卻需要正負電源，我們應該怎么辦呢，我們剛才說過，地只是一個參考電而已，我們?nèi)绻谶@一路輸出中，將原來我們以為的中間點的電壓設置為參考點，那么我們就會得到，原來我們以為的電壓值的一半的正負電源，而這個正負電源的參考點，也就是之前我們以為的中間位置的電壓。明天上這個“偽”造正負電源的電路圖
假設我們只有一路10V電壓，想要得到正負5V電壓，我們應該怎么辦呢？如下圖所示。看到這個圖片，可能會有人問，對于同一個點，為什么前面標注10V后面標注5V，其實，這里的10V是針對于左邊的參考地而言，而后面的+5V的參考點是兩個電解電容的中間位置。而相對于這兩個電解電容中間位置的原來的0參考點，地的位置，也自然形成了-5V的負電壓。
剛才看書，發(fā)現(xiàn)，其實5樓寫的這個簡單的線性LDO電源其實就是一個簡單的三極管電路——射極跟隨器。圖一可以等效為：下圖。工作原理如上所述。少了的兩個電容作用是濾波的
在談由78/79系列構(gòu)成的正負電源前，我們先來看一下，78/79系列的三端集成穩(wěn)壓器。
所謂三端穩(wěn)壓器，也就是說芯片只有三端，只有三個管腳，其內(nèi)部包括基準電壓電路，取樣電路，比較放大電路，調(diào)整管，以及保護電路。78/79系列三端集成穩(wěn)壓器內(nèi)部還集成了過流保護，芯片過熱保護，這使得78/79系列三端集成穩(wěn)壓器在市場上的應用如此廣泛。
先來看一下78系列三端集成穩(wěn)壓器。常見的78系列三端集成穩(wěn)壓器的型號為：5V，9V，12V，15V，24V。如7805就代表，這個三端集成穩(wěn)壓器的輸出電壓為5V，那么同理可得，7812代表，這個12V穩(wěn)壓器。但是在選型的時候不要把精力只放在電壓上，也需要關(guān)注一下電流值，電流值的區(qū)分要根據(jù)78系列后面的字母區(qū)分，L為0.1A，M為0.5A，沒有字母為1.5A。
我們再來看一下78系列的基本電路，如圖所示。
78系列三端穩(wěn)壓器7805，的三個引腳分別為1:輸入引腳，2:公共端，3:輸出端。這里我們將公共端接地（等下我們再來說一下，公共端不接地端情況。）圖中，電容C3的作用為穩(wěn)定輸入電壓。即，當輸入電壓有微小變化時，會因為電容兩端電壓不能突變的原因，使三端集成穩(wěn)壓器輸入電壓不會發(fā)生變化，達到穩(wěn)定輸出電壓的作用，一般取值較大，經(jīng)驗值為1000uF。電容C2的作用是抑制電路產(chǎn)生的自激振蕩，并且減小紋波，一般取值0.33uF。C4一般用于減小高頻噪聲，一般取值0.1uF。為了減小低頻干擾，又常在C4兩端并聯(lián)10uF電解電容。這里還差一個二極管的功能，那么二極管的功能是什么呢？大家可能在平常的電路中，沒有看到這個二極管，這可能是因為設計人員的疏忽大意，同時更大一部分的可能是因為78系列輸出，不是直接接入負載。因為這個二極管的作用是給C4，C5放電用的，也可以理解成保護二極管，那么他保護的是什么呢？
假設輸入端突然斷開，C4將會從輸出端向輸入端放電，容易損壞三端穩(wěn)壓器。這就是二極管的作用。
完了78系列的經(jīng)典電路圖，我們再來看78系列的幾個拓展應用。如圖所示：
，其中x即為三端集成穩(wěn)壓器的標稱輸出電壓。根據(jù)公式，我們就可以通過設置不同的電阻來得到比標稱輸出電壓高的輸出電壓。
說完了78系列，再來看一下79系列三端集成穩(wěn)壓器。79系列為負電壓輸出三端集成穩(wěn)壓器。所謂負電壓集成穩(wěn)壓器也就是輸出為負電壓。這里存在一個誤區(qū)，。那就是79系列雖然輸出為負電壓，但是同樣，其輸入也應該是負電壓，這一點需要注意，如果輸入為正電壓的話，會對管子造成嚴重損壞。我們再來看一下79系列電路圖，如下圖所示。
如圖所示，TF為變壓器，一次測接入220V交流電壓，二次測輸出為24V交流電壓，24V交流電壓在經(jīng)過整流橋后，變成DC直流電壓，這里我們首先假設，電容C2、C3正端電壓為VCC，則C2與C5之間、C3與C6之間的節(jié)點處為VCC/2。想之前說到的一樣，在這里我們將VCC/2的地方設置為三端集成穩(wěn)壓器的地。一般C2、C3、C5、C6、為儲能濾波電容一般取值為一個470uf、一個1000uf就夠了，再繼續(xù)往后分析，后面就是兩個發(fā)光二極管，這兩個發(fā)光二極管就是用來表示，正負電源是不是可以用，分析這個電路時就可以，根據(jù)KVL定律（基爾霍夫電壓定律：在任何一個閉合的回路中，各元件上電壓的代數(shù)和等于電動勢的代數(shù)和，即：從一點出發(fā)繞回路一周回到這個點的時候，各段電壓的代數(shù)和為零）。即D2、R1、D3、R2構(gòu)成的支路兩端電壓為整流橋輸出經(jīng)過電容濾波后的電壓值。
再來說一下發(fā)光二極管，一般情況下，發(fā)光二極管的導通條件是：流經(jīng)其兩端的電流為3～10mA，并且其導通后，在其兩端會產(chǎn)生3.3V壓降。為此，二極管使用時，需要有限流電阻，并且限流電阻的值要根據(jù)其所接電壓的大小計算，具體計算方法為：所加電壓值減去二極管導通時兩端產(chǎn)生的電壓，然后除以其正常工作時兩端流過的電流，得到的即為發(fā)光二極管限流電阻的大小。
再繼續(xù)往后分析，C7、C8兩個電容，是為了給三端集成穩(wěn)壓器濾除高頻干擾，一般取值0.33uf就夠了。再繼續(xù)往后，這里二極管的作用同樣也是起到保護作用，前面已經(jīng)說過了。C9、C10、C11、C12同樣也為儲能與濾波電容。這樣由三端集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的正負電源也就完成了。這里還需要提醒一點，上面的圖不能直接拿來用哈，因為，78、79系列的三個管腳對應關(guān)系錯了，畫完圖之后才發(fā)現(xiàn)，也就沒有改。
既然要談一談開關(guān)電源，那么我們就先來看一下，百度上是怎么定義開關(guān)電源的。
由上圖可以看到，百度先是說了開關(guān)電源是指一種電源，然后用了三個定語從三個方面來形容了這個電源，然后又說了開關(guān)電源的一種控制方法，PWM脈寬調(diào)制技術(shù)。然后又說了說開關(guān)電源的前景以及其重要性。就沒有再多余的介紹。看完了百度的介紹，我們再來討論一下開關(guān)電源，根據(jù)我這一年半的理解，所謂電源就是指電源電壓之間的轉(zhuǎn)換，常見的就是DC—AC逆變、DC—DC升降壓、AC—DC整流，這里我們先來看一下DC—DC升降壓，所謂升降壓，我也是只做過降壓Buck和升壓Boost，當然還有Buck—Boost，這里需要注意的是真正的Buck—Boost并不是15年的題目雙向拓撲，而是升降壓，比如輸入12V，輸出可以是5V也可以是20V，即輸出既可以小于輸入，也可以大于輸入。
