第二章直流稳压电源1

1、1第二章第二章 直流稳压电源直流稳压电源2（一）电子装置中对直流电源的要求（一）电子装置中对直流电源的要求要求：要求：直流电源的稳定性好直流电源的稳定性好影响因素：影响因素：电网电压的变化电网电压的变化负载的变化负载的变化（二）直流稳压电源系统的组成（二）直流稳压电源系统的组成.小功率直流稳压系统由电源变压器，整流电路，滤波小功率直流稳压系统由电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路组成电路，稳压电路组成第一节概述第一节概述3. .稳压电路的分类：稳压电路的分类：按调整元件类型分：按调整元件类型分：按调整元件工作状态分按调整元件工作状态分：三极管稳压电路三极管稳压电路可控硅稳压电路可控硅稳压电

2、路 集成稳压电路集成稳压电路按调整元件与负载连接方法分：按调整元件与负载连接方法分：串联型串联型并联型并联型线性稳压电路线性稳压电路开关型稳压电路开关型稳压电路4第二节第二节 直流稳压电源的主要技术指标直流稳压电源的主要技术指标（一）描述输入交流电压变化对输出电压影响的技术指标（一）描述输入交流电压变化对输出电压影响的技术指标1、稳压系数、稳压系数 绝对稳压系数：表示负载不变而输入交流电压变化时，稳压电源输出直绝对稳压系数：表示负载不变而输入交流电压变化时，稳压电源输出直流电压变化量流电压变化量Uo与输入交流变化量与输入交流变化量Ui之比之比 K Uo/ Ui 相对稳压系数：表示负载不变时，稳

3、压电源输出直流电压相对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流电压Uo的相对变化的相对变化量量Uo/Uo与输入交流电压与输入交流电压Ui的相对变化量的相对变化量Ui/Ui之比，之比， S （Uo/Uo）/ (Ui/Ui) S 的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下，电压变化条件下，S越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。通常越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。通常S约为约为2、电压调整率、电压调整率 电压调整率表示负载电流为额定值时输入交流电压在额定值上下变化电压调整率表示负载电流为

4、额定值时输入交流电压在额定值上下变化 10时，稳压电源输出电压的相对变化量时，稳压电源输出电压的相对变化量 Su （Uo/Uo） 1005（二）描述负载变化对输出电压影响（二）描述负载变化对输出电压影响1、负载调整率、负载调整率（也叫做电流调整率）（也叫做电流调整率） 在交流电源额定电压条件下，负载电流从零变化到最大时，输出电压在交流电源额定电压条件下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量的最大相对变化量 SI（Uo/Uo） 100 该指标反映了负载变化对输出电压稳定性的影响该指标反映了负载变化对输出电压稳定性的影响2、输出电阻（、输出电阻（也称内阻）也称内阻） 输入电压输入电压

5、UI不变时，输出电压变化量与负载电流变化量之比不变时，输出电压变化量与负载电流变化量之比RO越小越小,负载变化对负载变化对UO变化的影响越小变化的影响越小,表示带负载能力越强表示带负载能力越强62、纹波系数、纹波系数 在额定输出电压和额定输出电流条件下，输出纹波电压的有效值在额定输出电压和额定输出电流条件下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压与输出直流电压Uo之比，即之比，即（三）纹波电压（现在称为周期和随机漂移（三）纹波电压（现在称为周期和随机漂移, 用用PARD）1、最大纹波电压、最大纹波电压 在额定输出电压和额定输出电流条件下，输出纹波（包括噪声）电压的在额定输出电压和额定输出电

6、流条件下，输出纹波（包括噪声）电压的绝对值大小，通常用峰值或有效值表示。绝对值大小，通常用峰值或有效值表示。3、纹波抑制比、纹波抑制比SR 稳压电路输入纹波电压峰值稳压电路输入纹波电压峰值UIP与输出纹波电压峰值与输出纹波电压峰值UOP之比，并取之比，并取电压增益表示式电压增益表示式,即即 该指标反映稳压电路输入电压该指标反映稳压电路输入电压UI中含有中含有100HZ交流分量峰值或纹波电压交流分量峰值或纹波电压的有效值经稳压后减小程度的有效值经稳压后减小程度7(五）漂移五）漂移稳压电源在输入电压、负载电流和环境温度保持一定的情况下，经过一稳压电源在输入电压、负载电流和环境温度保持一定的情况下，

7、经过一定的工作时间后，元件参数的不稳定也会造成输出电压的变化，慢变化定的工作时间后，元件参数的不稳定也会造成输出电压的变化，慢变化叫叫漂移漂移，快变化叫，快变化叫噪声噪声。只有对精度要求较高的稳压电源，才考虑温度系数和漂移两项指标只有对精度要求较高的稳压电源，才考虑温度系数和漂移两项指标（四）温度漂移和温度系数（四）温度漂移和温度系数环境温度的变化会影响元器件参数的变化，从而引起稳压电源输出电压的环境温度的变化会影响元器件参数的变化，从而引起稳压电源输出电压的变化，称为变化，称为温度漂移温度漂移。绝对温度系数绝对温度系数：温度每变化：温度每变化1 C所引起输出电压值的变化所引起输出电压值的变化

8、UoT，单位是，单位是V/ C或或mV/ C相对温度系数相对温度系数：温度每变化：温度每变化1 C所引起输出电压相对变化所引起输出电压相对变化UoT/Uo，单位，单位是是/ C8掌握整流滤波电路有关参数及元器件参数的选择掌握整流滤波电路有关参数及元器件参数的选择 主要要求：主要要求：理解整流滤波电路的电路组成及工作原理理解整流滤波电路的电路组成及工作原理9一一 单相半波整流电路单相半波整流电路101 工作原理工作原理正半周正半周 （a a正，正，b b负）负）VD导通，导通，电流流向自上而下。电流流向自上而下。负半周负半周 （a a负，负，b b正）正）VD截止，截止，负载上无电流。负载上无电

9、流。u2加在加在VD两两端。端。故一个周期内，故一个周期内，RL上产生单方上产生单方向的脉动电压向的脉动电压uo。1122MDRM2UUU2 单相半波整流电路的指标单相半波整流电路的指标1）负载上输出电压）负载上输出电压Uo2220O54 . 021)( dsin221UUttUUU2为为u2的有效值的有效值2）流过负载的平均电流）流过负载的平均电流IoL2LOO54 . 0RURUI3）流过整流二极管的平均电流）流过整流二极管的平均电流IdL2OD45. 021RUII4）整流二极管所承受的最大反向电压）整流二极管所承受的最大反向电压UDRMU2M为电压为电压u2的峰值的峰值12二单相桥式整

10、流电路二单相桥式整流电路当当u2正正半周时，半周时，a正正，b负负当当u2负负半周时，半周时，a负负，b正正 a bRL电流流向电流流向 ceRL电流流向电流流向 ceec桥式整流电路图桥式整流电路图简化逻辑图简化逻辑图1 工作原理工作原理13当当u2正半周时，正半周时，RL上上产生电压产生电压uo，波形如，波形如图图(b)中中u2为上半周的为上半周的波形。半周内，波形。半周内，D2，D4截止。截止。当当u2负半周时，负半周时，RL上上产生电压产生电压uo，波形如，波形如图图(b)中中u2为负半周的为负半周的波形。半周内，波形。半周内，D1，D3截止。截止。整流管所承受的反向电整流管所承受的反

11、向电压波形如（压波形如（d）所示。）所示。流过负载流过负载RL及二极管的及二极管的电流波形如（电流波形如（c）所示。）所示。14（管子最大允许平均电流应是管子最大允许平均电流应是I ID D的的2424倍，最大反向工作电压应倍，最大反向工作电压应是是U UDRMDRM的的2323倍。倍。） 22MDRM2UUU2 单相桥式整流电路的指标单相桥式整流电路的指标1）负载上输出电压）负载上输出电压Uo2220O9 . 022)( dsin21UUttUUU2为为u2的有效值的有效值2）流过负载的平均电流）流过负载的平均电流IoL2LOO9 . 0RURUI3）流过整流二极管的平均电流）流过整流二极管

12、的平均电流IdL2OD45. 021RUII4）整流二极管所承受的最大反向电压）整流二极管所承受的最大反向电压UDRMU2M为电压为电压u2的峰值的峰值 注注意意选管的依据选管的依据 15例例解解A7 . 021A80110ODLOOIIRUI，172VV12222V1229 . 02RMO2UUUU，8 . 2134380n则变压器变比A55. 1A1 . 1O II变压器二次侧电流为16第 一 部 分第 二 部 分第 三 部 分第 四 部 分第 五 部 分用数字表示电极数用字母表示材料用字母表示类型序 号规 格 号符号意义符号意义符号意义用数字表示序号，反映电流参数用字母表示规格号，反映耐

13、压参数2二极管AGe（N）P普通管Z整流管BGe（P）W稳压管K开关管CSi（N）L整流堆U光电器件DSi（P）B或C变容管JD激光管E化合物EF发光二极管N阻尼管 二极管型号组成、符号及意义 17参数最大整流电流(mA)最高反向电压(V)最高反向工作电压下的反向电流(A)正向电流(mA)最大整流电流下的正向压降(V)最高工作频率(kHz)型号2CP10510255(T1000C)1.5502CP165103005(T1000C)1.5502CP223002002501.232CP4410020050C1001502CZ12C30002001 mA0.8318三 倍压整流电路利用倍压整流可以得

14、到利用倍压整流可以得到比输入交流电压高很多比输入交流电压高很多倍的直流电压。设电容倍的直流电压。设电容初始电压为初始电压为0 0。当当u2正半周正半周时，时，VD1导通，导通，C1充电，在理想情况下，充电至充电，在理想情况下，充电至2C12Uu当当u2负半周时，负半周时，VD1截止，截止，VD2导通，导通，C2充电，最高充电至充电，最高充电至2C222Uu当当u2再次正半周时，再次正半周时，VD1、VD2截止，截止，VD3导通，导通，C3充电，最高可充电至充电，最高可充电至 。依次类推，若在上述倍压整流电路中多加几级就可以得到电压近。依次类推，若在上述倍压整流电路中多加几级就可以得到电压近似增

15、大几倍的直流电压，只要将负载接至有关电容两端即可。似增大几倍的直流电压，只要将负载接至有关电容两端即可。 23C22Uu倍压整流电路中，每个二极管承受最高反向电压为倍压整流电路中，每个二极管承受最高反向电压为 ；电容电容C1的耐压应大于的耐压应大于 ；其余电容耐压应大于；其余电容耐压应大于 。222U22U222U19四四 滤波电路滤波电路1.电容滤波电路电容滤波电路电容滤波电路电容滤波电路负载开路输出波形负载开路输出波形负载较大时输出波形负载较大时输出波形当负载开路（当负载开路（RL）时，电容只充电不放电，时，电容只充电不放电，迅速充到迅速充到uOuC时有时有22UuuCO当存在负载（当存在

16、负载（RL）时，电容充电后经过负时，电容充电后经过负载载RL放电，时间常数为放电，时间常数为CRL当负载较大当负载较大时，时，uO按指数规律下降，当按指数规律下降，当u2值再增大后，电容继续充电。为保证输值再增大后，电容继续充电。为保证输出平滑，一般应满足出平滑，一般应满足RLC（3 35 5）T/2/2，其中，其中T为交流周期。使用单相桥式整流、为交流周期。使用单相桥式整流、电容滤波时的直流电压一般为电容滤波时的直流电压一般为UO1.2U2。20例例解解2RM2UU压二极管承受最大反向电V3525222RMUUmA1252502121LDII25VV2 . 1301.22 . 1O22OUU

17、UU所以，又21252)53(LLTCRTCR，取根据4171F120202. 0525120k25030LOOLRTCIURV251.2O2UU222.电感滤波电路电感滤波电路电感滤波电路中，电感滤波电路中，RL越小则负越小则负载电流越大，电感滤波效果越载电流越大，电感滤波效果越好。一般有：好。一般有：2O9 . 0 UU二极管承受的反向峰值电压仍为二极管承受的反向峰值电压仍为22U3.LC滤波电路滤波电路与电感滤波相比，与电感滤波相比，LC滤波的优点是：滤波的优点是：外特性较好，输出电压对负载影响外特性较好，输出电压对负载影响小，电感元件限制了电流的脉动峰小，电感元件限制了电流的脉动峰值，

18、减小了对整流二极管的冲击。值，减小了对整流二极管的冲击。适用于电流较大，要求电压脉动较适用于电流较大，要求电压脉动较小的场合。同样，直流输出电压有小的场合。同样，直流输出电压有2O9 . 0 UU234. 形形滤波电路滤波电路LC形形电路图电路图RC形形电路图电路图形滤波电路形滤波电路的输出波形的输出波形更加平滑，适当选择电路更加平滑，适当选择电路参数有参数有2O2 . 1 UU当负载电阻当负载电阻RL值较大，负值较大，负载电流较小时，可用载电流较小时，可用RC形滤波电路。形滤波电路。一般要求一般要求R和和C2取值满足取值满足RC2124Example 如下圖.假設 求最大 ID，最大反向二極

19、體電壓、與二極體 導通佔一個週期的百分比 12BVV100R 0.6VV 24sinStt解答：解答：二極體峰值電流24 120.61140.10SBDVVVipeakmAR二極體最大反向電壓：max24 1236RSBvVVV 二極體導通週期：124sin12.6Ivt or 1112.6sin31.724t 對稱來說，218031.7148.3t 導通百分比= 148.331.7100%32.4%36025第四节第四节 并联式线性稳压电路并联式线性稳压电路一、简单并联式稳压电路一、简单并联式稳压电路（一）稳压二极管（一）稳压二极管（Zener Diode） 稳压二极管是应用在反向击穿区的特

20、殊硅二极管。稳压稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊硅二极管。稳压二极管的伏安特性曲线与硅二极管的伏安特性曲线完全一样二极管的伏安特性曲线与硅二极管的伏安特性曲线完全一样，稳压二极管伏安特性曲线的反向区、符号和典型应用电路，稳压二极管伏安特性曲线的反向区、符号和典型应用电路如图所示。如图所示。26稳压二极管的伏安特性稳压二极管的伏安特性 (a)符号符号 (b) 伏安特性伏安特性 (c)应用电路应用电路(b)(c)(a)27稳压管和二极管的区别稳压管和二极管的区别（1 1）二极管一般在正向电压下工作，稳压二极管则在反向击穿）二极管一般在正向电压下工作，稳压二极管则在反向击穿状态下工作；状态下工作；

21、（2 2）普通二极管的反向击穿电压一般在）普通二极管的反向击穿电压一般在 40V40V以上，高的可达几以上，高的可达几百伏至上千伏，而且在伏安特性曲线反向击穿的一段不陡，即百伏至上千伏，而且在伏安特性曲线反向击穿的一段不陡，即反向击穿电压的范围较大，动态电阻也比较大。反向击穿电压的范围较大，动态电阻也比较大。 稳压二极管，当反向电压超过其工作电压稳压二极管，当反向电压超过其工作电压VzVz（亦称齐纳电（亦称齐纳电压或稳定电压）时，反向电流将突然增大，而器件两端的电压压或稳定电压）时，反向电流将突然增大，而器件两端的电压基本保持恒定。对应的反向伏安特性曲线非常陡，动态电阻很基本保持恒定。对应的反

22、向伏安特性曲线非常陡，动态电阻很小。小。 稳压二极管可用作稳压器、电压基准、过压保护、电平转稳压二极管可用作稳压器、电压基准、过压保护、电平转换器等。换器等。 稳压二极管分低压、高压两种。低压稳压管的稳压二极管分低压、高压两种。低压稳压管的VzVz值一般在值一般在40V40V以下，高压稳压管最高可达以下，高压稳压管最高可达200V200V。28 从稳压二极管的伏安特从稳压二极管的伏安特性曲线上可以确定稳压二极性曲线上可以确定稳压二极管的参数。管的参数。 (1) 稳定电压稳定电压VZ (2) 动态电阻动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电在规定的稳压管反向工作电流流IZ下，所对应的反向工作电压。

23、下，所对应的反向工作电压。 其概念与一般二极管的动态电阻相同，只不过稳压其概念与一般二极管的动态电阻相同，只不过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性上求取的。二极管的动态电阻是从它的反向特性上求取的。 rZ愈小，愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。反映稳压管的击穿特性愈陡。 rZ = VZ / IZ29 (3) (3) 最大耗散功率最大耗散功率 PZM 稳压管的最大功率损耗取稳压管的最大功率损耗取决于决于PN结的面积和散热等条结的面积和散热等条件。反向工作时件。反向工作时PN结的功率结的功率损耗为损耗为 PZ= VZ IZ，由，由 PZM和和VZ可以决定可以决定IZmax。 (4) (4) 最大稳

24、定工作电最大稳定工作电流流 IZmax 和最小稳定工和最小稳定工作电流作电流IZmin 稳压管的最大稳定工作电稳压管的最大稳定工作电流取决于最大耗散功率，即流取决于最大耗散功率，即PZmax =VZIZmax 。而。而Izmin对应于对应于VZmin。若。若IZIzmin，则不能起稳则不能起稳压作用。压作用。30(5)稳定电压温度系数稳定电压温度系数 VZ 温度的变化将使温度的变化将使VZ改变，在稳压管中当改变，在稳压管中当 VZ 7 V时，时，VZ具有正温度系数，反向击穿具有正温度系数，反向击穿是雪崩击穿。是雪崩击穿。 当当 VZ 4 V时，时， VZ具有负温度系数，具有负温度系数，反向击穿

25、是齐纳击穿。反向击穿是齐纳击穿。 当当4 V VZ 7 V时，稳压管可以获得时，稳压管可以获得接近零的温度系数。这样的稳压二极管可以接近零的温度系数。这样的稳压二极管可以作为标准稳压管使用。作为标准稳压管使用。3132（二）并联稳压二极管的稳压电路（二）并联稳压二极管的稳压电路稳定时OZMR，uIIIIIIDZZDZO+=ORI=UUU33(1) (1) 当输入电网电压变化时当输入电网电压变化时UiUZUoUoURIRIDZ(2)(2)当负载变化时当负载变化时RL变化变化UoURUoIDZIR利用稳压管的电流调节作用利用稳压管的电流调节作用,通过限流电阻通过限流电阻R上上电压或电流的变化达到稳

26、压的目的电压或电流的变化达到稳压的目的.341.稳压电路输入电压的选择稳压电路输入电压的选择:2.稳压管的选择稳压管的选择:3.限流电阻的选择限流电阻的选择:OIUU)32(ZLZMLLZZMOZIIIIIIIUUmaxminmaxminmaxminmaxminmaxLZMZlLZZlIIUURIIUUR35限流电阻的计算限流电阻的计算（1 1）当输入电压最小，负载电流最大时，流过稳压二）当输入电压最小，负载电流最大时，流过稳压二极管的电流最小。由此可计算出稳压电阻的最大值。即极管的电流最小。由此可计算出稳压电阻的最大值。即+UDziLRz-oU-+RUIZILImaxminmaxLZZlII

27、UUR36 （2 2）当输入电压最大，负载电流最小时，流过稳压二极）当输入电压最大，负载电流最小时，流过稳压二极管的电流最大。此时管的电流最大。此时I IZ Z不应超过不应超过I IZmaxZmax，由此可计算出稳压电，由此可计算出稳压电阻的最小值。即阻的最小值。即+UDziLRz-oU-+RUIZILImaxminRRR 所以：所以：minmaxminLZMZlIIUUR37常用以下参数来说明稳压电源的质量：常用以下参数来说明稳压电源的质量：1、稳压系数、稳压系数2、输出电阻、输出电阻)(/IOOoZZZUrRrrRIUR常数ZIOIIOIIOO /UURrrUUUUUUUUSZZRRLL常

28、数常数38硅稳压管稳压电源的设计硅稳压管稳压电源的设计设计计算的原则设计计算的原则 首先弄清电源的技术要求。对于硅稳压管稳压电路，最少首先弄清电源的技术要求。对于硅稳压管稳压电路，最少也要三个技术要求：也要三个技术要求： 稳压器输入电压的变化百分数稳压器输入电压的变化百分数 负载电流可调范围负载电流可调范围 直流输出电压。直流输出电压。 如果是性能较高的电源，还要提出稳定系数，稳定度，输如果是性能较高的电源，还要提出稳定系数，稳定度，输出电阻甚至温度系数等技术参数。出电阻甚至温度系数等技术参数。39360180180101040615360102056153minmaxmin3maxminma

29、x的取值范围则解RIIUURIIUU：RLZMZlLZZl1514. 0 /ZIOIIOIIOOZOZZRRrRUURrrUUUUUUUUSLL常数常数在允许范围内在允许范围内,R的值应当偏大些的值应当偏大些.当其余参数确定的情况下当其余参数确定的情况下,R愈大愈大,稳压系数愈小稳压系数愈小,输出电阻愈接近输出电阻愈接近rZ例题例题:电路如图电路如图,已知已知UI=15V,负载电流为负载电流为1020m，稳压管的稳定电压，稳压管的稳定电压，最小稳定电流最小稳定电流m，最大稳定电流，最大稳定电流m动态电阻为动态电阻为(1)(1)求解的取值范围求解的取值范围. . (2) (2)若若R=250R=

30、250, ,则稳压系数和输出电阻各为多少则稳压系数和输出电阻各为多少? ?40例题例题:电路如图电路如图,已知已知UI=1V,负载电流为负载电流为1020m，电网电压允许波动范围，电网电压允许波动范围，稳压管的稳定电压稳压管的稳定电压，最小稳定电流，最小稳定电流m， 最大稳定电流最大稳定电流3m负载电阻为负载电阻为(1)(1)求解的取值范围求解的取值范围. . (2) (2)设滤波电容足够大，变压器副边电压有效值为多少设滤波电容足够大，变压器副边电压有效值为多少? ?1852321850143. 003. 05121 . 123202. 0005. 05129 . 00143. 0350502

31、. 02505minmaxminmaxminmaxmaxminminmax的取值范围则解RIIUURIIUURARUIARU：ILZMZlLZZlLZLLZLVUUCI102 .12足够大则41（三）晶体管并联式稳压电路（三）晶体管并联式稳压电路工作原理：输出电压式稳压管两端电压与晶体管基射极电压之和，工作原理：输出电压式稳压管两端电压与晶体管基射极电压之和， UoUV2Ube稳压管的压降基本不变，稳压管的压降基本不变，Uo降低时，降低时，Ube降低，降低，V1基极电流基极电流Ib减小，集电极减小，集电极电流电流Ic减小，电阻减小，电阻R两端电压减小，达到稳压的目的。两端电压减小，达到稳压的目

32、的。当输出电流当输出电流Io减小，减小，Uo增加时，增加时，Ube增加，增加，Ib增加，增加，Ic增加，增加，R两端电压增加，两端电压增加，因而维持输出电压不变。因而维持输出电压不变。42简单的并联式稳压电源 输出电压15v、输出电流1A的并联稳压电源。43第五节第五节 串联式线性稳压电路串联式线性稳压电路 工作在放大区的晶体管，它的集工作在放大区的晶体管，它的集射极之间的电压射极之间的电压Uce和和集电极电流集电极电流Ic随基极电流随基极电流Ib的大小而变动。当基极电流的大小而变动。当基极电流Ib增加增加时，时，Uce将减小，将减小，Ic将增大，将增大，这相当于晶体管集电极与发射极这相当于晶

33、体管集电极与发射极间的电阻减小；间的电阻减小；而当基极电流而当基极电流Ib减小时，减小时，Uce将增大，将增大，Ic将减将减小，小，这就相当于晶体管集电极与发射极之间所呈现的电阻增这就相当于晶体管集电极与发射极之间所呈现的电阻增大。大。由此可见，在线性放大区工作的晶体管，在基极电流的由此可见，在线性放大区工作的晶体管，在基极电流的控制下，集控制下，集射极之间的电阻是可以改变的，所以，晶体管射极之间的电阻是可以改变的，所以，晶体管完全可以充当串联反馈型稳压电源中的调整器件，称为完全可以充当串联反馈型稳压电源中的调整器件，称为调整调整管。管。 用晶体管作为调整管的串联反馈型稳压电源叫做串联反用晶体

34、管作为调整管的串联反馈型稳压电源叫做串联反馈型晶体管稳压电源，它是串联反馈型稳压电源中应用最普馈型晶体管稳压电源，它是串联反馈型稳压电源中应用最普遍，最有代表性的一种。遍，最有代表性的一种。44l 左图是一个简单的串联型稳压电路，用三极管代替可变电阻R作为调整元件，故叫做调整管。电阻R和稳压管Dz组成简单的稳压管稳压电路，接到调整管的基极，使基极电压Ub=Uz保持恒定，此电压称为基准电压。 其电压稳定过程如下：当电网电压波动或负载电流其电压稳定过程如下：当电网电压波动或负载电流变化引起输出电压变化引起输出电压Uo升高时，由于调整管基极电位升高时，由于调整管基极电位Ub是是恒定的，将引起调整管基

35、恒定的，将引起调整管基-射极之间的电压射极之间的电压Ube下降。由三下降。由三极管特性曲线可知，其基极电流极管特性曲线可知，其基极电流Ib减小，集减小，集-射极电压射极电压Uce上升，而上升，而Uo=Ui-Uce，使输出电压降到原值。，使输出电压降到原值。45l 由于三极管的发射极电流比稳压管的工作电流大得多，所以这种稳压电路可提供较大的负载电流。该电路的输出电压Uo=Uz-Ube，Uo的值取决于稳压管的稳定电压Uz。如果要改变输出电压，可更换稳压管。另外，用输出电压直接去控制调整管的基极电流，控制作用不明显，稳压效果较差。为提高稳定度，可以采用带有放大环节的串联稳压电路。 46串联反馈调整型

36、直流稳压电源串联反馈调整型直流稳压电源串联反馈调整型稳压电源的基本原理串联反馈调整型稳压电源的基本原理 串联反馈调整型稳压电源是一个闭环反馈系统，所以必须具有执行器串联反馈调整型稳压电源是一个闭环反馈系统，所以必须具有执行器件和反馈支路。一般情况下，件和反馈支路。一般情况下，它包括调整管、取样电路、基准电压源、误它包括调整管、取样电路、基准电压源、误差比较放大器等主要部分。差比较放大器等主要部分。调整管是闭环调节系统的执行机构，其余部分调整管是闭环调节系统的执行机构，其余部分都是反馈控制支路所必需的。都是反馈控制支路所必需的。 串联反馈调整型稳压电源的优串联反馈调整型稳压电源的优点点（1）输出

37、电压范围不受调整器）输出电压范围不受调整器件本身耐压的限制；件本身耐压的限制；（2）各项技术指标可以做得很）各项技术指标可以做得很高。高。 缺点是线路比较复杂，过缺点是线路比较复杂，过载能力差，需要过载保护。因载能力差，需要过载保护。因此，串联反馈调整型稳压电源此，串联反馈调整型稳压电源广泛用在负载变动较大，稳压广泛用在负载变动较大，稳压性能要求较好，输出电压可调性能要求较好，输出电压可调等场合。等场合。47l 带放大环节的串联型晶体管稳压电路，将输出电压带放大环节的串联型晶体管稳压电路，将输出电压的变化量的变化量 Uo通过直流放大器放大后，再去控制调整管，通过直流放大器放大后，再去控制调整管

38、，使微小的输出电压变化量产生很强的调整作用，从而大使微小的输出电压变化量产生很强的调整作用，从而大大提高了输出电压的稳定性。该稳压电路包括以下四部大提高了输出电压的稳定性。该稳压电路包括以下四部分：分：取样电路、基准电压电路、比较放大器、调整管。取样电路、基准电压电路、比较放大器、调整管。带放大环节的串联型稳压电路带放大环节的串联型稳压电路48(1)取样电路取样电路 由由R1、R2和和Rp组成组成的电阻分压器。将输出的电阻分压器。将输出电压电压Uo的一部取出，送的一部取出，送到比较放大器到比较放大器T2的基极。的基极。(2)基准电压电路基准电压电路 由稳压管由稳压管Dz和限流和限流电阻电阻R3

39、构成，从中取得构成，从中取得基准电压基准电压Uz，它是一个，它是一个稳定性较高的直流电压，稳定性较高的直流电压，作为调整、比较的标准。作为调整、比较的标准。49(3)比较放大器 由晶体管T2构成的直流放大电路，它的基-射极电压 Ube2是取样电压Uf与基准电压Uz之差。将这个电压差值放大后去控制调整管T1。R4是T2的集电极负载电阻，同时也是T1的基极偏置电阻。(4)调整管 由工作在线性区的功率管T1组成，它的基极电流受比较放大器T2集电极输出信号控制，只要控制基极电流Ib1，就可以改变集-射极之间的电压Uce1，从而调整输出电压Uo。50稳定过程如下： 当输出电压Uo升高时，取样电压Uf随之

40、增大，T2的基-射极电压Ube2增大，其基极电流Ib2增大，集电极电流Ic2增大，集-射极电压Uce2减小。 因此，T1的Ube1：Ube1=Ub1-Uo=Uz+Uce2-Uo减小，Uce1增大，输出电压Uo下降，使之保持稳定，其调整过程可以表示如下：51 串联型稳压电路的输出电压Uo，由采样单元的分压比和基准电压的乘积决定。因此调节电位器RP的滑动端子，可调节输出电压Uo的大小。Uo的调节范围为 Uomax= Uomin= ZURRPRR221ZURPRRPRR22152 例 在图7.5中，设稳压管工作电压UZ=6V，采样单元中R1=R2=RP，试估算输出电压的调节范围。 解： Uomax=

41、 = 36 = 18V Uomin= = = 9V 故：该串联型稳压电路的输出电压可在9V18V之间调节。 ZURRPRR221ZURPRRPRR22162353采样环节采样环节调整环节调整环节比较放大比较放大环节环节基准电压基准电压反馈稳压过程如下所述：反馈稳压过程如下所述：UIIC1UOUBE2UCE1(或或IO )UOUFUC2UBE1IB154 可见，带放大环节的串联型晶体管稳压电路是利用晶体三极管作为调整元件，从输出电压中取出一部分电压经放大后去调节调整管所呈现的电阻，维持输出电压不变。这种稳压电路的稳定度比简单串联型稳压电路提高了很多。但它的输出电流不够大，同时还存在较大的温度漂移

42、。因此要得到更理想的稳定效果，还应对上述电路采取一些改进措施。另外，在稳压电源中，为了避免负载电流过大或输出短路时被烧毁，经常采用限流和减流作用的保护措施。55提高稳压性能的措施和保护电路提高稳压性能的措施和保护电路1.提高稳压性能提高稳压性能有源负载有源负载562.保护电路保护电路负载短路保护负载短路保护正常工作时正常工作时VT3截止，当一截止，当一旦负载短路时则旦负载短路时则VT3导通，导通，保护调整管保护调整管VT1避免因过电避免因过电流而损坏。流而损坏。负载短路保护负载短路保护正常工作时正常工作时VT3截止，当截止，当IL增大增大道某一值时则道某一值时则VT3导通，保护调导通，保护调整

43、管整管VT1避免因过电流而损坏。避免因过电流而损坏。LBE3FmFmLBE3IUURURIU有Rm称为过载信号检测称为过载信号检测电阻或电流取样电阻电阻或电流取样电阻57限流型保护电路限流型保护电路电路图：由取样电阻电路图：由取样电阻RS和保护管和保护管TS组成保护电路组成保护电路工作原理：当负载电流工作原理：当负载电流IOIOM时，时，URS=IORS小于小于TS管管b,e极的阈值电压极的阈值电压UOn，TS截止，不影响稳压电路的正截止，不影响稳压电路的正常工作当常工作当IOIOM或负载短路时，使或负载短路时，使URS增加而大于增加而大于UOn，TS导通，导通，TS管的管的ICS对调整管的基

44、极电流对调整管的基极电流IB进行分流，进行分流，使使IO和调整管上电流受到限制和调整管上电流受到限制.58截流型保护电路截流型保护电路该电路的特点：当输出电流过载或负载短路时，使该电路的特点：当输出电流过载或负载短路时，使输出电压和输出电流都下降到接近零，调整管功耗大为输出电压和输出电流都下降到接近零，调整管功耗大为减小减小电路图电路图59已知UZ = 6V、R1 = 2 k、R2 =1k 、RP = 3k 、Ui = 30V、T的电流放大系数 = 50。试求：（1）输出电压的变化范围；（2）当Uo=15V 、RL = 150 时，调整管T的管耗和运算放大器的输出电流。当电位器调至最低点时，R

45、2=0，Uo输出最大值60当电位器调至最高点时，R2=Rp，Uo输出最小值61第六节第六节 集成稳压器的应用技术集成稳压器的应用技术 集成稳压器的电路原理与分立晶体管稳压器基本相同，由集成稳压器的电路原理与分立晶体管稳压器基本相同，由调整元件、误差放大器、基准电压、比较、取样等几个主要部调整元件、误差放大器、基准电压、比较、取样等几个主要部分组成。分组成。 集成稳压器充分利用了集成技术的优点，在线路结构和制集成稳压器充分利用了集成技术的优点，在线路结构和制造工艺上都采用了很多基本的模拟集成电路的方法。诸如偏置造工艺上都采用了很多基本的模拟集成电路的方法。诸如偏置电路、电流源电路、基准电压源电路

46、、各种形式的误差放大器电路、电流源电路、基准电压源电路、各种形式的误差放大器和集成稳压器所特有的启动电路、保护电路等。和集成稳压器所特有的启动电路、保护电路等。与分立器件稳压器相比，集成稳压器具有体积小，成本低，与分立器件稳压器相比，集成稳压器具有体积小，成本低，使用方便，性能指标高的优点。使用方便，性能指标高的优点。62集成三端式稳压器集成三端式稳压器集成稳压器的分类集成稳压器的分类:按结构形式分按结构形式分:串联型串联型并联型并联型开关型开关型按输出电压类型分按输出电压类型分:固定式固定式可调式可调式按输出电压极性分按输出电压极性分:正电压输出正电压输出负电压输出负电压输出(W7800)(

47、W7900)三端式是指稳压电路有三端式是指稳压电路有输入输入,输出输出,接地接地三个接线端子三个接线端子.63三端式固定输出集成稳压器三端式固定输出集成稳压器外形图外形图:使用要求使用要求:输入电压比输出电压至少大输入电压比输出电压至少大2V以上以上,但也不宜但也不宜过大过大64651端端: 输入端输入端2端端: 公共端公共端3端端: 输出端输出端W7800系列稳压器外形系列稳压器外形1231端端: 公共端公共端2端端: 输入端输入端3端端: 输出端输出端W7900系列稳压器外形系列稳压器外形12366 三端集成稳压器的分类三端集成稳压器的分类1 1. .三端固定正输出集成稳压器三端固定正输出

48、集成稳压器 国标型号国标型号:CW78-/CW78M-/CW78L-2.三端固定负输出集成稳压器三端固定负输出集成稳压器 国标型号国标型号:CW79-/CW79M-/CW79L-3.三端可调正输出集成稳压器三端可调正输出集成稳压器 国标型号国标型号:CW117-/CW117M-/CW117L- CW217-/CW217M-/CW217L- CW317-/CW317M-/CW317L-4.三端可调负输出集成稳压器三端可调负输出集成稳压器 国标型号国标型号:CW137-/CW137M-/CW137L- CW237-/CW237M-CW237L- CW337-/CW337M-/CW337L-5.5.三端低压差集成稳压器三端低压差集成稳压器6. 6. 大电流三端集成稳压器大电流三端集成稳压器 以上以上1-1-为军品级；为军品级；2-2-为工业品级；为工业品级；3-3-为民品级。为民品级。 军品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围军品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-55-55150150； 工业品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围工业品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-25-25150150； 民品级多为塑料封装，工作温度范围民品级多为塑料封装，工作温度范围00125125。677