什么是线性电源？线性电源基础知识介绍
来源：火狐电竞 发布时间：2025-12-29 19:04:48
线性电源因其在整体性能方面的优势而被普遍的使用，而且该技术已非常成熟，因为它已经使用了很多年。
虽然线性电源的效率可能不如开关模式电源，但它们提供了最佳性能，因此被用于许多对噪声很重要的应用中。
虽然线性电源的性能非常好，但它们比它们的开关模式电源关系更大、成本更高，并且 SMPS 单元的性能一直在提高。
几乎总是使用线性电源的一个主要领域是视听应用、高保真放大器等。在这里，来自开关模式电源的噪声和开关尖峰有几率会使问题 - 所述 SMPS 一直在提高性能，但大多数时间倾向于使用线性电源。
线性稳压电源因其使用线性（即非开关技术）来调节电源电压输出而得名。术语线性电源意味着电源经过调节以在输出端提供正确的电压。
感测电压并将该信号反馈到某种形式的差分放大器中，在该放大器中将其与参考电压作比较，并使用生成的信号来确保输出保持在所需的电压上。
有时，电压的检测可以在输出端完成，或者在某些情况下，它可以直接在负载上完成。远程传感用于电源和负载之间有几率存在欧姆损耗的地方。实验室工作台用品通常具有这种能力。
如果需要附加功能，不同的线性电源将具有不一样的电路并包含不同的电路块，但它们始终包括基本块以及一些可选的附加块。
由于许多稳压电源从交流电源输入获取源电源，因此线性电源通常具有降压或偶尔升压变压器。这也用于将电源与电源输入隔离以确保安全。
变压器通常是一个相对较大的电子元件，特别是如果它用于更高功率的线性稳压电源。变压器会显着增加电源的重量，而且成本也很高，尤其是对于更高功率的电源。
根据所采用的整流器方法，变压器能是单个次级，也可以是中心抽头。若需要更多电压，也有几率存在额外的绕组。
对于老式收音机和其他老式电子电子科技类产品，多个次级绕组很常见。通常，主次级绕组采用中心抽头，以使用双二极管阀或管式整流器实现全波整流，阀或管式加热器要进一步的次级绕组 - 通常为 5 伏用于整流器，然后 6.3 伏用于阀/管他们自己。
由于交流电源的输入是交流的，因此就需要将其转换为直流格式。有多种形式的整流电路可供选择。
可用于电源的最简单形式的整流器是单个二极管，提供半波整流。这种方法通常不使用，因为它更难以令人满意地平滑输出。
提供半波整流有两种主要方法。一种是使用一个中心抽头变压器和两个二极管。另一种是在电源变压器上使用单绕组，并使用带有四个二极管的桥式整流器。由于二极管非常便宜，而且提供中心抽头变压器的成本更高，因此目前最常见的方法是使用桥式整流器。
即使对于直流供电的稳压器，也可以在输入端放置一个整流器，以防止电源反向连接。
目前使用的二极管通常是半导体 PN 结二极管，因为有多种低成本二极管能够承载高电流水平和高反向电压。
在某些情况下，能够正常的使用肖特基二极管，因为它们提供的正向压降要低得多，但这些二极管的硅版本通常具有较低的反向击穿电压和较高的泄漏，因此有必要注意这一点。
较新的碳化硅肖特基二极管 SiC 二极管可具有更高的击穿电压和更低的泄漏水平（若需要），尽管成本更高。
一旦从交流信号整流，直流需要平滑以消除变化的电压电平。为此使用大型储能电容器。
电路的平滑元件使用大电容。随着来自整流器的输入波形上升到峰值，这会充电。随着整流波形的电压下降，一旦电压低于电容器的电压，电容器开始提供电荷，使电压保持上升，直到整流器的下一个上升波形。
如今，大多数电源都提供稳压输出。使用现代电子设备，包含线性电压调节器很容易且成本不会太高。这提供了一个恒定的电压输出，无论负载如何 - 在指定的限制内。
分流稳压器作为线性稳压器中的主要元件使用较少。对于这种形式的线性电源，在负载两端放置了一个可变元件。有一个与输入串联的源电阻，分流稳压器是变化的，以确保负载两端的电压保持恒定。电源设计用于给定电流，并且在施加负载的情况下，分流稳压器吸收负载不需要的任何电流，从而保持输出电压。
这是线性稳压器使用最广泛的格式。顾名思义，电路中放置了一个串联元件，其电阻经过控制电子设备变化，以确保为所用电流产生正确的输出电压。
在此框图中，参考电压用于驱动可以是双极晶体管或 FET 的串联传输元件。参考可以只是取自参考电压源的电压，例如，诸如齐纳二极管之类的电子元件。
更常用的方法是对输出电压进行采样并将其馈入差分放大器以将输出与参考作比较，然后使用它来驱动最终的传输元件电路。
任何技术的使用往往是对几个优点和缺点的仔细平衡。对于提供一些明显优势但也有其缺点的线性电源而言，情况确实如此。
尽管存在这些缺点，但线性稳压电源技术仍然被普遍的使用，尽管它更广泛地用于需要低噪声和良好调节的地方。一种典型的应用是音频放大器，其中线性电源能够为放大器的所有级供电提供最佳性能。
