直流线性电源是一种将交流电压转换为稳定的稳压直流电压的电路，无需任何开关或数字电路。这使得电路既易于理解又易于构建。
在本指南中，您将了解 DC 线性电源的工作原理以及如何构建自己的电源。
线性电源有什么作用？
线性电源将交流电转换为直流电，并为您提供稳定的直流电压输出。所以首先，您需要了解交流电压和直流电压的区别：
交流电压会周期性地改变其极性和大小，而直流电压是稳定的，极性保持不变。
以下是交流和直流电压信号之间的简单比较：
墙上的电源插座提供交流电压。但大多数设备（如手机或笔记本电脑）都需要直流电压才能工作。
这就是充电器或 DC 壁式适配器存在的原因;它们将交流电压转换为直流电压并降低电压，让您可以从任何墙上的电源插座为您的设备供电。这些壁式适配器是小型电源。
要构建线性电源，您需要以下组件：
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变压器：来自墙壁插座的交流电压幅度很大，如 110/220 V AC。所以首先要做的是将其转换为幅度较小的信号。这是使用称为 transformer 的组件实现的。
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整流器：一旦交流电压发生变换，它就会通过整流器。整流器通过仅允许电流沿一个方向流动并去除交流波形的负部分，将交流电压转换为脉动直流电压。
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滤波器：整流后，使用滤波器平滑和最小化脉动直流电压。通常，由于电容器能够储存能量，因此在这种滤波电路中使用电容器。
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稳压器：为了获得稳定的直流电压值输出，需要一个稳压器。它确保恒定稳定的直流电压输出，补偿负载或输入电压的波动。
变压器是由两个线圈组成的元件，线圈缠绕在磁芯上。当交流电流流过初级绕组时，它会产生一个变化的磁场，从而在次级绕组中感应出电流。每个绕组中的线匝数决定了衰减或放大系数。例如，您可以通过选择合适的变压器将 220 V AC 转换为 12 V AC。
整流步骤是将交流电转换为直流电的关键部分。它使用整流二极管来消除 AC 信号的负半周期。
这些二极管最常见的设置是二极管桥。下面您可以看到二极管电桥电路如何将 AC 信号转换为仅正周期：
一旦从整流器获得脉动直流信号，就可以通过实现电容器作为滤波器来平滑它。要构建此滤波器，您只需在从二极管桥获得的正极端子和负极端子之间连接一个电容器。
电容器将在整流电压增加时充电，并在整流电压降低时释放电荷。请在下面观察此行为。
您可以看到，即使应用了滤波器，AC 信号也不是 100% 稳定的，它仍然有一些很小的幅度变化。这种效应称为涟漪。电容器电容越高，纹波越小。
一旦你得到直流电压，就有很多方法可以将其调节到所需的值。例如，您可以使用齐纳二极管，也可以实现专用稳压器电路，例如 LM78xx 系列器件。
假设您希望将电容器滤波器之后的电压调节至5V，为此，使用 LM78xx 系列，您将需要 LM7805。
如您所见，此稳压器非常易于使用。它通常具有一个输入引脚 （Vin）、一个输出引脚 （Vout） 和一个接地引脚 （GND）。输入引脚必须连接到输入电压的正极端子以进行调节，而输出引脚则连接到负载。接地引脚必须连接到电路的公共接地。
此外，我建议在输入和输出引脚上添加电容器，以减少纹波和噪声。
将所有这些放在一起，您最终会得到这个电路：
知道了直流线性电源的工作原理，是时候看看如何构建一个了！
