小功率稳压电源电源a

第九章小功率稳压电源

第一节稳压电源的组成及各部分的作用第二节整流电路第三节滤波电路第四节串联型稳压电路第五节三端固定输出集成稳压器本章主要内容：各部分组成及其作用

第二节整流电路

一、半波整流：

工作原理：输入正半周：二极管导通，输出波形跟随输入波形。输入负半周：二极管截止，电路无输出电压。整流二极管承受反向电压是

缺点：损失了负半周的信号，整流效率低。半波整流电路的性能指标

（1）整流输出电压VO

如果考虑二极管的正向电阻、变压器的次级内阻等实际情况，得到的输出电压值会更低。上式说明：半波整流负载上得到的直流电压只有变压器次级电压有效值的45%半波整流电路的性能指标

（2）整流输出的脉动系数S脉动系数定义为输出电压的基波峰值V01m与输出直流电压VO的比，即

其脉动系数为1.57，说明输出电压中脉动的成分很大。半波整流电路的性能指标

（3）整流管的平均整流电流整流二极管允许通过的平均工作电流，其值为

优势：电路形式简单，易于制作。缺点：损失了负半周的信号，整流效率低。（4）整流二极管承受反向电压：二、全波整流：工作原理：利用中间抽头变压器和两个二极管，获取负半周信号，整流效率提高。整流二极管承受反向耐压是

缺点：（1）对整流二极管的耐压要求提高。（2）需要中间抽头变压器。

全波整流电路的性能指标：（1）整流输出电压VO

（2）整流输出的脉动系数S

全波整流电路的性能指标：（3）整流管的平均整流电流：缺点：（1）对整流二极管的耐压要求提高。（2）需要中间抽头变压器。

（4）整流二极管承受反向耐压

三、桥式整流工作原理：正半周：D2、D4导通，D1、D4截止，负载获得电流。负半周：D1、D3导通，D2、D4截止。整流二极管承受反向耐压是

优点：省略中间抽头变压器，降低二极管耐压缺点：需要整流二极管的数量增加，电路比较复杂。三、桥式整流（1）整流输出电压VO（2）脉动系数S（3）整流管的平均整流电流：（4）整流二极管承受反向电压第三节滤波电路

滤波电路的主要任务是将脉动大的直流电转化为较为平滑的直流电，它主要抑制电路中的交流成分而保留直流成分。利用电容两端电压不能突变和电感两端的电流不能突变，使输出波形变得平滑。在滤波电路的形式上有电容滤波、电感滤波、RC-π型滤波、LC-π型滤波桥式整流电容滤波电路

一、空载分析：空载时，接入交流电后，在一个周期的正负半周，四个二极管分别导通，电容被充电到交流电的最大值，由于二极管的反向电阻很大，电容几乎无放电回路，故，输出电压为桥式整流电容滤波电路二、带载分析

U2的正半周，电容被充电，电压达到最大值后，通过负载放电，UO下降，一直持续到下一个U2上升到和电容电压相等之后再次充电。三、结论：（1）输出的直流电压与放电时间常数有关（2）选择整流二极管时要留有一定的余量。实际工作中往往采用下列经验数据选择滤波电容的容量

桥式整流电容滤波电路电容滤波的整流电路，其输出电压在，在电路的内阻不太大和放电时间常数满足上关系的条件下，负载电压和V2的关系为：

电容滤波电路的特点：

电感滤波电路

利用电感器件的贮能作用，减小输出电压的脉动而得到较为平滑的直流。当忽略电感上的直流压降时，负载上得倒的电压和无电感时相同，即0.9V2。

由于电感得直流电阻可以作得很小，所以LC滤波电路的内阻比电容滤波要小，输出特性较为平坦，它适用于负载电流变化较大的场合。其他类型的滤波电路

为了进一步提高滤波效果和输出电压，可以在RC或LC滤波电路的输入端在加一个电容，这两种类型的电路通称为π型滤波电路。由于电阻R的存在，会使输出直流电压降低，为了得到同样的输出电压，就必须提高变压器次级的输出幅度。第四节串联型稳压电路

电路组成与工作原理

串联型稳压电路由调整元件、基准电压、取样网络、比较放大环节以及过载保护、辅助电源等环节构成。从稳压电路的主回路来看，起调整电压作用的半导体三极管与负载相串联，故把这种相识的电路称为串联型稳压电路。调整元件一般选用低频大功率管，以射极输出器的形式组成电路，负载电阻作为射极电阻，以整流滤波后的输出电压为电源。取样网络由电阻分压构成。基准电压由稳压管提供。

二、工作原理

指标估算一、输出电压VO及其可调节范围

指标估算一、输出电压VO及其可调节范围

二、对调整管的考虑：

由于调整管承担了全部的负载电流，因此，调整管的选择一般是低频大功率管，同时还必须考虑以下几项指标：提高稳压电路性能的措施

优势：电路简单、输出电压有一定的稳定度，适合要求不是很高的场合。

缺陷：输出电压的稳定度不够高，温度特性不是很好，可调节范围不够大。

1、提高输出电压的稳定度：对电路的比较放大环节用辅助电源供电，由此克服输入电压波动对比较环节的影响，提高电路的稳定性。

2、提高对温度的稳定性

提高稳压电路性能的措施

稳压电路的任务是想电路提供稳定的直流电，因此，工作电流比较大，温度不可避免的影响电路的性能。除采用差放电路或集成电路作为比较器之外，对基准电压部分选用带温度补偿功能的器件。对于调整管，考虑加装散热片或者风冷系统。2、提高对温度的稳定性

第五节三端集成稳压电路

第五节三端集成稳压电路集成稳压器是指将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压的集成电路。由于集成稳压器具有稳压精度高、工作稳定可靠、外围电路简单、体积小、重量轻等显箸优点，在各种电源电路中得到了普遍的应用。常用的集成稳压器有：金属圆形封装、金属菱形封装、塑料封装、带散热板塑封、扁平式封装、双列直插式封装等。在电子制用中应用较多的是三端固定输出稳压器

集成稳压器可分为串联调整式、并联调整式和开关式稳压器三大类。如图所示为应用最广泛的串联式集成稳压器内部电路方框图，其工作原理是：取样电路将输出电压Uo按比例取出，送入比较放大器与基准电压进行比较，差值被放大后去控制调整管，以使输出电压Uo保持稳定。

第五节三端集成稳压电路

78xx系列集成稳压器是常用的固定正输出电压的集成稳压器，输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等规格，最大输出电流为1.5A。内部含有限流保护、过热保护和过压保护电路，采用了噪声低、温度漂移小的基准电压源，工作稳定可靠。78xx系列集成稳压器为三端器件：1脚为输入端，2脚为接地端，3脚为输出端，使用十分方便。

第五节三端集成稳压电路

为提高输出电压的应用电路。稳压二极管VD1串接在78xx稳压器2脚与地之间，可使输出电压Uo得到一定的提高，输出电压Uo为78xx稳压器输出电压与稳压二极管VC1稳压值之和。VD2是输出保护二极管，一旦输出电压低于VD1稳压值时，VD2导通，将输出电流旁路，保护7800稳压器输出级不被损坏。第五节三端集成稳压电路

本图为输出电压可在一定范围内调节的应用电路。由于R1、RP电阻网络的作用，使得输出电压被提高，提高的幅度取决于RP与R1的比值。调节电位器RP，即可一定范围内调节输出电压。当RP=0时，输出电压Uo等于78xx稳压器输出电压；当RP逐步增大时，Uo也随之逐步提高。第五节三端集成稳压电路

下图为扩大输出电流的应用电路。VT2为外接扩流率管，VT1为推动管，二者为达林顿连接。R1为偏置电阻。该电路最大输出电流取决于VT2的参数。第五节三端集成稳压电路

下图为提高输入电压的应用电路。78xx稳压器的最大输入电压为35V（7824为40V），当输入电压高于此值时，可采用下图所示的电路。VT、R1和VD组成一个预稳压电路，使得加在7800稳压器输入端的电压恒定在VD的稳压值上（忽略VT的b-e结压降）。Ui端的最大输入电压仅取决于VT的耐压。第五节三端集成稳压电路

79xx系列集成压器是常用的固定负输出电压的三端集成稳压器，除输入电压和输出电压均为负值外，其他参数和特点与78xx系列集成稳压器相同。79xx系列集成稳压的三个引脚为：1脚为接地端，2脚为输入端，3脚为输出端。第五节三端集成稳压电路

正、负对称输出的稳压电路可调集成稳压器CW117为三端可调正输出集成稳压器，输出电压可调范围为