电源技术ok09.8.10

1、8.1.3 固定式线性集成稳压电路上述分元件构成的线性稳压电源用来说明工作原理时物理概念清楚，在使用中，为改善其性能，会有许多改进型电路，例如增设保护电路、用运放作误差放大、引入辅助电源等，这些无一不在式集成三端稳压器中体现出来，因此实用中还是优先选用三端稳压器，可以设想在三端稳压器内部集成了图所示的全部电路，这样对三端稳压器的物理概念便一目了然了，三个引脚分别输入UI、输出UO和公用地。三端稳压器的通用产品有7800（正电压输出）和7900（负电压输出）二类，每个系列的区别是输出电流不同，W78M00为0.5 ， 7800为1.5 ， 78L00为0.1 。7900系列是三端固定负压集成稳压

2、器， 与W78M00、 W7800和W78L00系列相对应。三端稳压器输出电压为5V、6V、9V、12V、15V、24V等。例如7809表示输出电压为+9V，7918则输出电压为-18V，这类器件物类价廉，能满足一般电子电路供电之需要，其外型和电路符号如图所示。（a）7800系列 （b）7900系列 图8.4 7800/7900三端稳压器外型和电路符号图给出三端稳压器的应用电路。图8.5 7800/7900三端稳压的应用电路在实用中，有时要求扩展输出电压，三端稳压器扩压电路如图8.6所示。（a）7800电阻分压扩压 （b）7900电阻分压扩压 （b）运放缓冲扩压 扩压输出 （8-2） 式中，U

3、XX为三端稳压器的标称输出电压；I Q为三端稳压的静态工作电流。一般I Q约为几毫安。当R1、R2的阻值较小时，静态电流I Q在电阻R2两端的电压降I Q R2可以忽略，这样式（8-2）就可近似为 （8-3）从式(8-3)可以看出，输出电压仅与R2/ R1的比值和UXX有关。这种接法的缺点是，当输入电压变化时，稳压器的静态电流I Q也变化，I Q的变化将降低稳压器的稳压精度。 三端稳压器可以通过外接功率管来扩展输出电流，如图所示。 （a）普通扩流电路 （b）具有限流保护的扩流电路 图8.7三端稳压器扩流电路(a)图中外接的PNP调整管与78MXX组成复合管，使用时应根据所需的负载电流选用适当的

4、外接调整管。由于通过R1的电流有78MXX的空载电流和部分负载电流，故R1阻值不宜大，取3，同时小电阻有限流作用，当三端稳压器电流超过时，R1上的压降使调整管截止，电路无输出。(b)图为调整管限流保护电路，当保护电路R上流过负载最大电流时，T2管饱和，使T1管截止，电源无输出。最大输出电流由下式决定（8-4）可调式线性集成稳压器 若要求输出电压可调，可采用W117/217/317（正电压输出）和W137/237/337（负电压输出）。它们与固定式稳压块一样包括取样、比较放大、调整限流保护等，其外形及电路符号如图所示。它的参考数为：只要稳压器输入与输出的电压差在340V之间，稳压器就能正常工作，

5、输出电流或（金属封装），加散热片时的功耗15W或20W（金属封装）。（c）图给出W117调节端的接法，工作时，LM117的输出和调节端之间形成电压UREF，该基准电压加在基准电阻R1上，产生恒定电流，该电流再流过输出设定电阻Rw，因而输出电压为 （8-5）可见输出电压由R1、Rw的比值确定，Rw越大，UO越高。基准电阻R1兼有限流作用，一般取，故。(a) W117/217/317 (b) W137/237/337 (c)W117调节端的接法图可调式三端稳压器外形及电路符号W117系列稳压器本身具有较高的稳压精度，但调整端通过电阻Rw接地，输出电压的精度会受到Rw和调整端电流变化的影响。为消除R

6、w的影响，可以采用稳压管代替电阻Rw，如图8.9所示，R3用以微调输出电压。图8.10是典型应用，图中D1、D2为保护二极管，一旦输入短路时，C3上的电压通过D1放电保护稳压块，而D2则为的C2放电通路。wW137237337系列是输出电压为-37的可调式三端集成稳压器，同W117系列类似，需要外接两个电阻来决定输出电压。输出电压连续可调，可正、可负的稳压电源可以用LM117和LM137来实现，如图8.11所示。图中的R1、R2应选精度1%的电阻，该电路输出电压调节范围V，输出电流1A。8.7直流馈电电路直流电源是向电路提供能量的装置。实用中的直流电源有电池和稳压电源两种情况，以下所述的直流电

7、源泛指稳压电源。在电子设计与制作中，直流电源及其馈电电路的设计是很重要的内容。通常，电子作品在调试时可以采用外电源供电，但在作品完成后，应自带电源，因此为作品设计一个性能优良的供电系统，显然是“锦上添花”的事。8.7.1独立电源供电的考虑通常，电子系统由控制部分、信号处理部分、输出（驱动）部分（a）所示。从电子系统角度看，为避免由电源串入的干扰，各部分应分级用独立电源供电。何为独立电源？一般而言，设一个变压器有n个副边，若每个副边均挂整流、滤波、稳压电路，该电源的每一路输出均为独立电源，如图8.34（b）所示。（a）一般电子系统 （b）n路独立电源 独立电源供电当然，亦可每路独立电源均由单独变

8、压器产生，效果更好，只是成本增加。实用中，有时输出（驱动）部分可不必采用稳压电源供电，只需整流滤波输出的不稳定电源供电即可。8.7.2数字电路与模拟电路供电的考虑如果你所设计的是较简单的系统，可以采用单路电源供电；如果你所设计的是数字、模拟、单片机控制的混合系统，这时就要考虑采用多路电源供电，例如单片机部分用+5V供电，数字、模拟两部分也分别供电，而且分别设置“数字地”和“模拟地”，即数字电路“地”都接数字电源的“地”，模拟电路的“地”都接模拟电源的“地”。当然，两个“地”最后还是要连到一起的，只不过在设计电路板时将各自的“地”集中在一起，或分成两块电路板。但仅有一个共地点把“模拟地”和“数字

9、地”连起来，如图5所示。 图5电路共地 这样可以有效地克服信号通过电源或“地”的串扰，这种考虑又称为可靠性设计。如果你所设计的系统既需要多路电源，还需要正、负电源，这时情况就更为复杂。这就要求在设计系统的同时，也一并考虑供电，能用单电源就不用双电源，能用单路供电就不用多路供电，使供电尽可能简化。这里提及的多路电源是指多路各自独立的电源，并非一路电源派生出的多路。多路电源可以出自于一个电源变压器，一个原边，多路副边，每路副边都有整流、滤波、稳压，这种形成的电源是各自独立的。当然也可由多个电源变压器来产生，效果更好。例如信号处理部分用一个小功率电源变压器，功率电路部分用一个较大功率的电源变压器。至

10、于是采用线性电源还是开关电源，视情况而定，在负载较重的情况下，采用开关电源效率较高。对供电电源的要求是：电源的容量（输出功率）应视负载的大小留有一定的余量。电源的内阻尽量小，稳压范围宽。电源输出电压的纹波应尽量小。8.7.3退耦滤波电路的考虑一个电路可能由多个单元组成，当用一个电源为多单元电路供电时，就应设置退耦滤波器。退耦滤波器可以有效地克服各单元信号通过电源干线引起的相互干扰。退耦滤波器很简单，通常由一个电阻（或电感）与一个电容构成，分别称RC或LC退耦滤波器，每个退耦滤波器称为“一节”，在供电时，视需要可设置多节退耦滤波器。在用退耦滤波器为电路供电时，又分为串联馈电和并联馈电两种情况，如

11、图6所示。（a）串联馈电 （b）并联馈电 图6退耦滤波器馈电对退耦滤波器作几点说明：图中给出的是二节退耦滤波器给三个单元供电，通常未级（单元n）由VCC直接供电，前面各级经过退耦滤波供电。R1C1C2、R2C3C4为退耦滤波器，一般退耦100，退耦电容“一大一小”FF，大电容取值100F470F。有时退耦电阻可用电感L取代（特别在高频电路中），这时串联馈电和并联馈电所需的L是有区别的。串联馈电所需的电感量较小，如果电路的工作频率在0.5MHz以下，L取110mH，工作频率越高，电感量越小，如工作频率20MHz时，L取值1550H。并联馈电L取值应远大于单元电路中调谐回路的电感量，取调谐回路电感量的1020倍或更大些。如果被供电的单元电路是普通的低频电路，则无论串联馈电还是并联馈电，L取值在几mH十几mH均可。L可采用现成的色码电感，亦可用漆包线在圆柱体磁芯上或1/2W金属膜电阻（阻值大于10k）上乱绕而成。