第九章直流稳压电源

1、第九章直流稳压电源稳压管稳压管稳压电路稳压电路开关型数字式开关型数字式稳压电路稳压电路线性（模拟）线性（模拟）稳压电路稳压电路常用稳压电路常用稳压电路( (小功率设备小功率设备) )以下主要讨以下主要讨论线性稳压论线性稳压电路。电路。电路最简单，电路最简单，但是带负载能但是带负载能力差，输出功力差，输出功率小。一般只率小。一般只提供基准电压，提供基准电压，不作为电源使不作为电源使用。用。效率较高，效率较高，目前广泛使目前广泛使用，这里简用，这里简单介绍。单介绍。9.2 9.2 稳压电路稳压电路HOME9.2.1 9.2.1 并联型稳压电路并联型稳压电路图图9.6 并联型直流稳压电路并联型直流稳

2、压电路 其稳压过程分述如下：其稳压过程分述如下：v当当RL未变动时，若电未变动时，若电网电压上升，则网电压上升，则 UiULIZIURULv当电网未波动时，当电网未波动时，若若RL 减小，则减小，则 ILIURULIZIURUL 选择稳压管时，一般可按以下公式估算 UZ=UL IZmax=(1.53)ILmax Ui=(2 3)UZHOMEmax10110LLLLImARUI设电网波动引起整流滤波电路的输出电压变化10%，RL=1k，要求UL=10V，试确定图中稳压电路元件的参数。解解：(1) 根据UZ=UL=10V 得由式 IZmax=(1.53)ILmax ，可查手册选择2CW17稳压管，

3、其参数为：UZ=(9 10.5)V，IZ=5mA，PZ=250mW，IZmax=23mA，rz=25。 例例HOMEkIUURZLi76. 023105 .27maxmaxminkIIUURLZLi83. 0105105 .22maxminmax(2) 取Ui =25V，Ui 变化10%时可算得 Uimax Uimin（3）求出限流电阻HOMEWRUURUPLiRR41. 0760)105 .27()(2min2max2故可选择标称值为的电阻器并联型稳压电路结构简单，但受稳压并联型稳压电路结构简单，但受稳压管最大电流限制，又不能任意调节输管最大电流限制，又不能任意调节输出电压，所以只适用于输出

4、电压不需出电压，所以只适用于输出电压不需调节，负载电流小，要求不甚高的场调节，负载电流小，要求不甚高的场合。合。 所以R的取值范围为0.76 kR，其功率为：HOME9.2.2 9.2.2 串联型稳压电路串联型稳压电路R4T1T2UZR3RW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2(1) 采样单元采样单元采样单元有R1、R2、和Rw组成，与负载RL并联，通过它可以反映输出电压Uo的变化。(2) 基准单元基准单元 基准单元由限流电阻R3与稳压管组成。（3）放大单元）放大单元 放大单元由三极管T2组成。4）调整单元）调整单元 调整单元由三极管T1组成，它是串联型稳压电路的核心元件。T1必须选

5、择大功率三极管 。 1.电路组成电路组成图串联型稳压电路HOME2.2.稳压原理稳压原理利用电压负反馈稳定输出电压利用电压负反馈稳定输出电压当当 UI 增加或输出负载变化使增加或输出负载变化使 Uo升高时升高时UoUB2UBE2( = UB2-UZ）UC2Uo分立元件温度分立元件温度稳定性差稳定性差HOME 22221BEZWWOUURRRRRU 2221maxBEZWOUURRRRU 2221minBEZWWOUURRRRRU （调至最下端）（调至最下端）（调至最上端）（调至最上端）输出电压的调节输出电压的调节（UBE2可略）可略）HOMEHOMEHOMEHOMEVURRRRUZwo1863

6、221maxVURRRRRUZwwo9623221min在图中，设稳压管工作电压在图中，设稳压管工作电压UZ=6V，采样单元中，采样单元中R1=R2=Rw，试估算输出电压的调节范围。，试估算输出电压的调节范围。故：该串联型稳压电路的输出电压可在故：该串联型稳压电路的输出电压可在9V18V之间调节。之间调节。 例例HOME 电路改进电路改进在运放理想条件下在运放理想条件下:UzRRUo)1 (21 1. 选用差动放大器或运放构成的放大器代替选用差动放大器或运放构成的放大器代替T2管构管构成的放大器，可以解决零点漂移的问题。成的放大器，可以解决零点漂移的问题。图图9.8 9.8 串联反馈式稳压电路

7、串联反馈式稳压电路UITR1R2RLUo AV+-RWRUZ注：注：R1和和R2中包含中包含Rw为电压串联为电压串联深度负反馈深度负反馈故称串联稳压故称串联稳压UFHOME采用辅助电源采用辅助电源(比较放大部分的电源比较放大部分的电源)。用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。4. 调整管采用复合三极管以扩大输出电流的范围。调整管采用复合三极管以扩大输出电流的范围。HOME9.2.3 9.2.3 三端集成稳压器三端集成稳压器 目前，集成稳压器已达百余种，并且成为模拟集成电路目前，集成稳压器已达百余种，并且成为模拟集成电路的一个重要分支。它具有输出电流大，输出

8、电压高，体积小，的一个重要分支。它具有输出电流大，输出电压高，体积小，安装调试方便，可靠性高等优点，在电子电路中应用十分广安装调试方便，可靠性高等优点，在电子电路中应用十分广泛。泛。 集成稳压器有三端及多端两种外部结构形式。输出电压集成稳压器有三端及多端两种外部结构形式。输出电压有可调和固定两种形式：固定式输出电压为标准值，使用时有可调和固定两种形式：固定式输出电压为标准值，使用时不能再调节；可调式可通过外接元件，在较大范围内调节输不能再调节；可调式可通过外接元件，在较大范围内调节输出电压。此外，还有输出正电压和输出负电压的集成稳压器。出电压。此外，还有输出正电压和输出负电压的集成稳压器。 稳

9、压电源以小功率三端集成稳压器应用最为普遍。常用稳压电源以小功率三端集成稳压器应用最为普遍。常用的型号有的型号有W78系列、系列、W79系列、系列、W317系列、系列、W337系列。系列。 HOME注：型号后注：型号后XX两位数字代表输出电压值两位数字代表输出电压值输出额定电压值有如下系列输出额定电压值有如下系列:5V、9V、12V 、18V、 24V等等 。三端集成三端集成稳压器稳压器固定式固定式可调式可调式正稳压正稳压W78XX负稳压负稳压W79XX集成稳压电源的分类集成稳压电源的分类HOME21(a)金属菱形式金属菱形式123(c)塑料截圆式塑料截圆式123(d)金属圆壳式金属圆壳式三端集

10、成稳压器的外形三端集成稳压器的外形123(b)塑料直插式塑料直插式三三端端集集成成稳稳压压器器的的外外型型HOME1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123注：金属封装和塑料封装管脚定义不同，注：金属封装和塑料封装管脚定义不同，使用时一定要先查手册。使用时一定要先查手册。HOME三端集成稳压器的组成三端集成稳压器的组成调整管调整管保护保护电路电路采样电路采样电路基准电源基准电源启动电路启动电路放大放大电路电路+UIUO

11、输入端输入端输出端输出端三端集成稳压器的组成三端集成稳压器的组成HOME 1.1.固定输出三端集成稳压器固定输出三端集成稳压器输出为固定正压时的接法如图所示输出为固定正压时的接法如图所示。注意：输入与输出端之间的电压不得低于注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！+_图图9.10 9.10 固定输出稳压器基本应用电路固定输出稳压器基本应用电路CoW78XXCIUI+_Uo1320.11 F1F（1）基本应用电路）基本应用电路HOME（2 2）扩展输出电压的应用电路）扩展输出电压的应用电路 如果需要高于三端集成稳压器的输出电压，可采用如图所示的升压电路。图图9.11 9.11 提高输出电压电路

12、提高输出电压电路W78xxU0UIIQ123C10.33uFC00.1uFR1R2UXXHOME212)1 (RIURRUQXXoXXoURRU)1(12 图中三端集成稳压器工作在悬浮状态，稳压电路的输出电压为若R1、R2阻值较小，则可忽略IQ R2，于是图所示电路的缺点是：当稳压电路输入电压图所示电路的缺点是：当稳压电路输入电压Ui变化时，变化时，IQ也发生变化，这将影响稳压电路的稳压精度，特别也发生变化，这将影响稳压电路的稳压精度，特别是是R2较大时这种影响更明显。较大时这种影响更明显。 HOME 图所示电路是用W78XX和A741组成的输出电压可调的稳压电路。图中集成运放作为电压跟随器使

13、用，它的电源借助于三端集成稳压器的输入直流电压。图图9.12 9.12 输出电压可调电路输出电压可调电路W78xxAC10.33F12 3UAR1RpR2C00.1FUORp1Rp2UXXUIHOMEXXpoURRRRU121maxXXURPRRPRR121XXoURRPRRU121由图可知 当电位器滑动端在最上端时，可得最大输出电压当电位器滑动端在最下端时，可得最小输出电压XXPPoURRRRRU121minHOME1550045121RRR1550050020121RRR在图中，若选用三端集成稳压器W7815，已知RP=500，欲使输出电压调节范围为2045V，求R1和R2的电阻值。解：解

14、：由上式可得解得 R1= 400 ; R2=300 例例HOME(3) (3) 扩展输出电流的应用电路扩展输出电流的应用电路扩展输出电流的应用电路如图所示。图图9.13 9.13 扩大输出电流电路扩大输出电流电路W7800UI123VDR200C210FC325FC40.1FRLUOVTC10.33FUOHOME图图9.14 恒流源应用电路恒流源应用电路恒流源应用电路如图所示。 (4) (4) 恒流源应用电路恒流源应用电路HOMEW7800U0UIIQ123C10.33FC20.1FRRLUxx图图9.14 恒流源应用电路恒流源应用电路HOME2. 可调输出的三端集成稳压器 图图9.15 可调输出三端集成稳压器可调输出三端集成稳压器HOME (1) (1) 基本应用电路基本应用电路图图9.16 W3179.16 W317基本应用线路基本应用线路 HOME（a）基本应用电路）基本应用电路（b）加保护二极管的应用电路）加保护二极管的应用电路图图9.17 W3379.17 W337的应用电路的应用电路 HOM