探究电压较高的电源获取较低直流电压的方法

78XX系列稳压器(DC /DC)是电子产品中广泛采用的三端稳压器。对于较复杂的电路，各个模块电路有时候需要不同的电源电压来分别提供能量。遇到这种情况，如果只用一组单输出变压器产生一种电压，经过整流后，往往不能合理满足后级各DC /DC模块的使用要求。因为，不同数值的DC /DC模块的输入电压范围是有一定要求的，如果输入到DC /DC模块的电压不满足规定要求(例如：输入电压超过规定范围) ,往往会造成转换效率过低，甚至会因为功耗过大而烧坏DC /DC模块[ 1 ] 。遇到这种情况，通常采用方法是：

1)分别采用不同的降压变压器，产生出适合后级各DC /DC模块所需的交流电压，然后分别整流、稳压。从而产生各模块电路所需的直流电源电压;

2)采用次级多抽头的降压变压器，产生出适合后级DC /DC模块所需的交流电压，然后分别整流、稳压。

这两种方法虽然可行，但如果作为产品生产来讲，就显得不太合理。因为，对生产企业来说，不单要考虑产品性能，同时要考虑价格和生产的可操作性(生产工艺) 。也就是要考虑产品的性能价格比。性价比越高，其市场的竞争力就越强。

对于第一种方法，如果后级电路需要两种直流电源电压，例如5V、12V,分别用7805和7812来稳压的话，那么就需要两个电源变压器、两级整流电路。这样做势必增加材料成本、生产成本等，同时会增大线路板面积和产品的体积。

对于第二种方法，如果后级电路需要两种直流电源电压，例如5V、12V,分别用7805和7812来稳压的话，则要求电源变压器的次级至少有三个抽头，分别产生出两种适合7805和7812需求的交流电压，然后分别经过两级整流、稳压。这样的电源变压器市场上很少销售，而且价格很高，对产品的性价比也不利。如果后级电路需要的电源种类再增加，这些缺点会更加突出。

下面介绍一种既不增加成本又能满足电性能要求的电路。这种电路可以实现从较高的电源电压获取较低的直流电压，转换效率高，而不会因为DC /DC的输入电压超过规定范围而烧坏。因此，只需一个次级为双抽头的降压变压器，经过整流，然后供给不同的DC /DC模块，就可以产生出不同的直流电源电压。

1　传统的稳压电路

上图　传统的7805稳压电路

上图为由7805构成常用电路[ 2 ] 。只需外接两个电容即可，电路简单适用。输入电压通常在7. 5～12V时转换效率较高，不用增加散热片。但是如果输入电压较高，会因为电流过大而导致转换效率降低，甚至会烧坏稳压芯片。如果对该电路稍作改进，就可以满足在较高输入电压时仍能高效率输出稳定的5V电压而不会烧坏芯片。

2 改进后的稳压电路

如果使用图1中的电路，那么您不用求助于电噪声很大的DC/DC转换器，也不必在降压电阻器中浪费功率，就能从电压较高并经整流的正弦电压源获得5VDC等很低的稳定电压。该应用需要一个稳定的5VDC源，但是变压器向全波桥式整流器供应18Vrms。在充电阶段，两个等值电解电容器C1和C2在通过正向偏置二极管D1和D2串联时，会接收充电电流。一个增强型P沟道MOSFET晶体管Q1，型号为 IRF9530，其栅极接收了由于齐纳二极管D4的正向电压降因而略微为正值的反向栅极偏置电压，因此保持断开。每个电容器均充到大约为整流电压峰值的一半与D1和D2带来的正向电压降之间的差值。全波桥式整流器D5，即Graetz桥，产生了这些电压降(参考文献1)。

当放电阶段开始时，D1获得反向偏置，而电容器C2则通过稳压器IC1带来的负载放电。随后，二极管D1的阳极电压继续下降，Q1的栅极至源极电压变为负，并且晶体管导通，使C1能通过正向偏置二极管D3向负载放电。事实上，两个电容器串联充电，并且向负载并联放电，从而把IC1输入端的原始整流电压和纹波电压降低了一半。在C1放电期间，齐纳二极管D4把Q1的栅极至源极电压箝位在其最高额定值范围内，由此来保护Q1。

为了正常运行，该电路需要最低负载电流，稳压器的静态耗电电流通常够用。另外，电容器C2一直充到来自D5的峰值电压。C1和C2的值以及其余元件的额定值取决于要求的最高负载电流。电阻器R1和R2的值并不关键。请注意Q1充当开关;选择某种导通电阻很低的器件就能限制Q1的功率耗散。

3　结束语

采用改进后的电路为后级电路供电，只需要一个电源变压器即可，通过不同的DC /DC变换电路，不仅能满足后级各模块电路供电电压要求，也不会对器件的安全性产生威胁。同时节省了线路板面积，提高了安装工艺。