第七章直流稳压电源

7.1晶体管稳压电源7.2集成稳压器及应用电路本章小结第七章直流稳压电源*7.3开关稳压电源简介

7.1.1 串联型稳压电路

V：NPN型，相当于一只受基极电流控制的可变电位器，利用其电压的变化来实现稳压。

负载与起调整作用的三极管相串联，故称串联型稳压电路。

1．电路组成7.1晶体管稳压电源

2．工作原理

假定输出电压VO由于某种原因升高，因VZ是稳定值，所以三极管的VBE将减小，IB使减小，三极管集—射电压VCE增大，由于VO=VI-VCE

，因而抑制了输出电压的升高，使其趋于稳定。

若输出电压因某种原因下降时，其变化过程与此相反。稳压过程可表示为7.1晶体管稳压电源

3．稳压电路工作条件

稳压管VZ的稳定是保证输出电压稳定的前提。可将串联型稳压电路改成典型射极输出器的电路。7.1晶体管稳压电源7.1.2 具有放大环节的串联型可调稳压电路

串联型可调稳压电源方框图如图所示。7.1晶体管稳压电源

1．电路及各元件作用

组成：调整部分（调整管V1）、取样电路（R1、R2、RP组成分压器）、基准环节（稳压管VDZ和R3组成的稳压电路）、比较放大级（放大管V2等）。7.1晶体管稳压电源

R1、R2、RP

：组成取样电路，将输出电压的一部分取出加到V2管的基极，与基准电压进行比较，其差值电压经过V2放大后，送到调整管的基极，控制调整管的工作。

V1：调整管，起电压调整作用；

V2：比较放大管；

VZ

：稳压管，与限流电阻R3组成基准电源，为V2发射极提供基准电压；

7.1晶体管稳压电源2．稳压原理（2）当电网电压下降或负载变重时

可概括为（1）当电网电压升高或RL增大时

稳压过程为

可概括为7.1晶体管稳压电源（RL）↓3．输出稳定电压的调节

按分压关系

整理得

为分压比，称为取样比，用n表示，则

7.1晶体管稳压电源

RP(下)：为可变电阻抽头下部分阻值。

因V2>>VBE2，则

4．影响串联型可调式稳压电源稳压性能的因素

（1）取样电路

取样电路的分压比n越稳定，则稳压性能越好。

（2）基准环节 稳压管应选用动态电阻小、电压温度系数小的硅稳压二极管。

（3）放大环节 应使比较放大级有较高的增益和较高的稳定性。

（4）调整环节 输出功率大的稳定电源，应选用大功率三极管作调整管。7.1晶体管稳压电源7.1晶体管稳压电源

调整管的并联运用和串联运用如图所示。

调整管除常用复合管外，有时因三极管的极限电流ICM不够大而采用多管并联；或因三极管允许的极限电压BVCEO不够高而采用多管串联运用。7.1.3 提高串联型稳压电路性能的措施

（1）问题

（2）措施

1．提高稳定度的措施

设置辅助电源可为比较放大管提供一个稳定的集电极电压，同时也为调整管提供稳定偏流。可以克服输入电压波动对两者的影响，提高了输出电压稳定度。

输入电压不稳定会导致比较放大级的电源电压和调整管偏流不稳定。7.1晶体管稳压电源

电路如图所示。7.1晶体管稳压电源

2．提高温度稳定性的措施

（2）措施

（1）问题

产生基准电压的稳压二极管接在V2的基极，取样电压接V3基极，差分放大器对两管基极电压之差进行放大，完成稳压功能。R4为两管的公共电阻，抑制了温度对差分管的影响。

温度变化会使比较放大管的集电极电流和射极电流发生变化，输出电压将随温度的变化发生漂移。7.1晶体管稳压电源

采用能够抑制温漂的差分放大电路，如图所示。7.1晶体管稳压电源

1．限流式保护电路7.1.4 保护电路

当输出电流超过额定值时，保护电路开始动作，使输出电流限制在一定的范围内。

（1）功能

（2）电路组成7.1晶体管稳压电源

（3）工作原理

限流电阻取值适当，流过限流电阻的电流正常时，保护二极管V截止，不影响电路工作；超负载时，保护二极管的电流减小，保护调整管不致损坏。7.1晶体管稳压电源

R：检测电阻。

2．截流式保护电路

当输出过载或短路时，保护电路开始动作使调整管截止，从而使通过调整管的电流减至最小，起到保护作用。

（1）功能

（2）电路组成

R3、VDZ2：组成简单的稳压源，为V3基极提供基准电压。

V3：保护管，连同其外围电阻组成保护电路。7.1晶体管稳压电源

（3）工作原理

负载电流处于正常范围时，调整管正常工作，加在检测电阻R上的电压处于正常值，保护管V3截止，保护电路不发挥作用。

当负载电流因过载或负载短路时，检测电阻R电压降增大，导致保护管V3导通，电流IC3增大，VC3下降，即VB1调整管下降，使调整管的VCE1增大，导致输出电压VO下降。正反馈过程如下：7.1晶体管稳压电源1．电路组成7.1.5 串联型稳压电源举例

组成：整流（桥式）、滤波（电容滤波）和稳压（串联可调式）三部分。

7.1晶体管稳压电源2．稳压部分特点

（1）电路中的调整管V1、放大管V2、V3和过流保护三极管V4均使用PNP型锗管，输出电压的极性为负。

（5）过载保护部分由V4等组成三极管截流式保护电路。（2）因输出电流较大，所以调整管由V1和两个管子组成复合管。

（3）为提高稳压电路的温度稳定性，放大电路采用由V2、V3组成的差分放大电路。

（4）为提高稳压性能，放大管的集电极负载电阻R5接至一个辅助电源。7.1晶体管稳压电源7.2.1固定式三端集成稳压器7.2集成稳压器及应用电路1．特点输出电压固定，外引线有输入、输出和接地三个端子。2．型号和规格

W7800系列是三端固定正电压输出的集成稳压器。

系列序号的最末两位数表示标称输出电压值。如W7812。

W7900系列是三端固定负电压输出的集成稳压器。W7800和W7900系列的外形及管脚排列如图所示。7.2集成稳压器及应用电路W7800W7900

（3）最大输出电流IOmax

（1）最大输入电压VImax

（2）输出电压VO

（4）电压调整率SV7.2集成稳压器及应用电路3．主要性能参数（W7800系列）

稳压器正常工作时所允许输入的最大电压。

保证稳压器安全工作时允许输出的最大电流。

稳压器正常工作时，能输出的额定电压。

在输入电压变化量VI为零时，输出电压变化量VO与输出电流变化量IO的比值。（5）输出电阻Ro

（1）基本应用电路

图示为三端固定式稳压器的一般接法。输入、输出端并联高频旁路电容。接线时，管脚不能接错，公共端不得悬空。4．典型应用电路7.2集成稳压器及应用电路（2）输入电压的扩展7.2集成稳压器及应用电路图（a）为串入三极管来降低输入电压。图（b）为用电阻来降压。图（c）为采用一只稳压器降压。

W7800系列规定最大允许的输入电压，超过该值就要损坏稳压器。可用图示的三种方案之一来扩展输入电压。

（3）输出电压的扩展

如需将输出电压提高到所需值，可采用如图所示电路。7.2集成稳压器及应用电路（4）输出电流的扩展7.2集成稳压器及应用电路

图（a）采用并联电阻的方法扩流。图（b）用PNP功率管扩流。图（c）用两只稳压器并联输出，并联时应注意两集成稳压器的参数要一致。

在需要稳压器输出电流增大的场合，可采用如图所示电路。（5）输出电压可调电路

固定式三端集成稳压器与集成运放电路适当连接，就可组成输出电压可调的稳压电路。7.2集成稳压器及应用电路（6）正负对称的稳压电源

采用两只不同型号的三端集成稳压器，可组合成一种正负对称输出电压的稳压电源。7.2集成稳压器及应用电路7.2.2可调式三端集成稳压器

该集成稳压器不仅输出电压可调，而且稳压性能指标均优于固定式集成稳压器。调压范围1.2V~37V，常用的正压系列W117/217/317，负压系列W337。其外形和接线如图所示。7.2集成稳压器及应用电路F-1、F-2型S-7型W317三端可调集成稳压器的应用电路如图所示。该电路是很实用的3V便携式收音机用电源。7.2集成稳压器及应用电路*7.3 开关稳压电源简介1．工作特点

开关型稳压电源是调整管工作在开关状态的开关式稳压电源，其调整管只工作在饱和与截止两种状态，即开、关状态，使管耗降到最小，使整个电源体积小，效率高，稳压性能好，稳压范围大。

并联型开关稳压电源主要由开关调整管、储能电路、取样比较电路、基准电路、脉冲调宽和脉冲发生电路等组成。2．组成*7.3 开关稳压电源简介电路方框图如图所示。

调整管导通期间，储能电感储能，并由储能电容向负载供电；调整管截止期间，储能电感释放能量对储能电容充电，同时向负载供电。

并联型开关稳压电源原理电路如图所示。*7.3 开关稳压电源简介*7.3 开关稳压电源简介

在有的并联型开关稳压电源中，储能电感以互感变压器的形式出现，其电路如图所示。

它的优点是可以通过变压器的不同抽头，再加上各自的整流滤波电路，可以得到不同的多路直流电压输出。

本章小结