整流滤波稳压电源

交流电压脉动直流电压整流滤波有波纹的直流电压稳压直流电压

稳压电路的工作原理稳压电源类型:以下主要讨论线性稳压电路。稳压管稳压电路开关型稳压电路线性稳压电路常用稳压电路(小功率设备)电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。效率较高，目前用的也比较多。1.整流滤波电路1.1单相整流电路1.2滤波电路1.3倍压电路电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。本章讨论如何把交流电源变换为直流稳压电源，一般直流电源由如下部分组成：整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。

稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。直流电源的方框图如图1.01所示。1.1.1单相桥式整流电路1.1.2单相半波整流电路1.1.3单相全波整流电路1.1单相整流电路

1.1.1单相桥式整流电路(1)工作原理

单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其电路如图1.02（a）所示。（a）桥式整流电路（b）波形图图1.02单相桥式整流电路在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图10.02(a)的电路图可知：当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图1.02(b)。当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。（动画10-1）（动画10-2）根据图1.02（b）可知，输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为（2）参数计算流过负载的平均电流为流过二极管的平均电流为二极管所承受的最大反向电压

流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量，可将脉动电压做傅里叶分析。此时谐波分量中的二次谐波幅度最大，最低次谐波的幅值与平均值的比值称为脉动系数S。（3）单相桥式整流电路的负载特性曲线

单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压与负载电流之间的关系曲线该曲线如图1.03所示。曲线的斜率代表了整流电路的内阻。图1.03单相桥式整流电路的负载特性曲线1.1.2单相半波整流电路单相整流电路除桥式整流电路外，还有单相半波和全波两种形式。单相半波整流电路如图1.04(a)所示，波形图如图1.04(b)所示。(a)电路图(b)波形图图1.04单相半波整流电路根据图1.04可知，输出电压在一个工频周期内，只是正半周导电，在负载上得到的是半个正弦波。负载上输出平均电压为流过负载和二极管的平均电流为二极管所承受的最大反向电压

单相全波整流电路如图1.05(a)所示，波形图如图1.05(b)所示。1.1.3单相全波整流电路(a)电路图图1.05单相全波整流电路(b)波形图2/7/2023

根据图1.05（b）可知，全波整流电路的输出，与桥式整流电路的输出相同。输出平均电压为流过负载的平均电流为

二极管所承受的最大反向电压

单相全波整流电路的脉动系数S与单相桥式整流电路相同。注意，整流电路中的二极管是作为开关运用的。整流电路既有交流量，又有直流量，通常对:

输入（交流）—用有效值或最大值；

输出（交直流）—用平均值；

整流管正向电流—用平均值；

整流管反向电压—用最大值。单相桥式整流电路的变压器中只有交流电流流过，而半波和全波整流电路中均有直流分量流过。所以单相桥式整流电路的变压器效率较高，在同样的功率容量条件下，体积可以小一些。单相桥式整流电路的总体性能优于单相半波和全波整流电路，故广泛应用于直流电源之中。1.2滤波电路1.2.1电容滤波电路1.2.2电感滤波电路1.2.3其他形式滤波电路1.2.1电容滤波电路

(1)滤波的基本概念

滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。

（2）电容滤波电路

现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。电容滤波电路如图1.06所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。图1.06电容滤波电路

当v2到达90°时，v2开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规律向负载ＲL放电。指数放电起始点的放电速率很大。(3)滤波原理

若电路处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上，所以输出波形同v2

，是正弦形。

图1.07电容滤波波形图

所以，在t1到t2时刻，二极管导电，Ｃ充电，vC=vL按正弦规律变化；t2到t3时刻二极管关断，vC=vL按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。电容滤波过程见图10.07。

在刚过90°时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过90°时二极管仍然导通。在超过90°后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。

需要指出的是，当放电时间常数RLC增加时，t1点要右移，t2点要左移，二极管关断时间加长，导通角减小，见曲线3；反之，RLC减少时，导通角增加。显然，当ＲL很小，即IL很大时，电容滤波的效果不好，见图1.08滤波曲线中的2。反之，当ＲL很大，即IL很小时，尽管C较小,RLC仍很大,电容滤波的效果也很好，见滤波曲线中的3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合。问题：有Ｃ无ＲL即空载，此时VC=VL=？图1.08电容滤波的效果(动画10-3）(动画10-4）(4)电容滤波的计算

电容滤波的计算比较麻烦，因为决定输出电压的因素较多。工程上有详细的曲线可供查阅。一般常采用以下近似估算法：一种是用锯齿波近似表示，即

另一种是在RLC=(35)T/2的条件下，近似认为VL=VO=1.2V2。（或者，电容滤波要获得较好的效果，工程上也通常应满足RLC≥6~10。）因为滤波的过程中含有正弦波、指数曲线及谐波成分，一般很难用精确的数学表达式进行计算，所以一般使用中多采用近似估算来确定其参数。输出电压可以近似看成锯齿波，如图所示。设uc每次充电到峰值Uomax=U2后按RLC放电的初始斜率线性下降，经过τ=RLC放电结束交于横轴；并令在（T为正弦波周期）处为电容充放电转换时的电压值Uomin。则：由相似三角形关系可得：则：即：Io(AV)=Uo(AV)/RL脉动系数S：采用近似波形计算。以（Uomax－Uomin）为基波峰-峰值，则实际uo的波动没有近似波形误差大，故实际S比计算值要小。一般取近似估算:Uo(AV)≈1.2U2(b)流过二极管瞬时电流很大RLC越大Uo越高负载电流的平均值越大;

整流管导电时间越短iD的峰值电流越大(a)输出电压平均值Uo与时间常数RLC有关RLC愈大电容器放电愈慢Uo(平均值)愈大(c)二极管承受的最高反向电压：(d)滤波电容应选用耐压>1.1的电解电容。

（5）外特性

整流滤波电路中，输出直流电压VL随负载电流IO的变化关系曲线如图1.09所示。

图1.09整流滤波电路的外特性uou2uDioDRLTu1Ct0232U2Io

Uo半波整流电容滤波电路的外特性2U20.9U20.45U2(6)半波整流电容滤波电路估算公式:UO=1.0U2

2UDRM=2U2注意:UDRu20*使用条件：整流滤波电路设计举例例设计一个桥式整流电容滤波电路，用220V、50Hz交流供电，要求输出直流电压Uo＝45V，负载电流IL＝200mA。桥式整流电容滤波电路解:（1）电路的选择。(2)整流二极管的选择。ID＝0.5IL＝0.5×200＝100mAUo＝1.2U2所以U2＝每个二极管承受的最大反向电压根据ID和Udrmax进行选管。可选用整流二极管2CP31B(最大整流电流为250mA,最大反向工作电压为100V)。(3)滤波电容C的确定。一般应使放电时间常数RLC大于电容C的充电周期(3～5)倍。对桥式整流来说，C的充电周期等于交流电网周期的一半,即取其中所以可选取200μF耐压50V的电容器1.2.2电感滤波电路

利用储能元件电感器Ｌ的电流不能突变的性质，把电感Ｌ与整流电路的负载ＲL相串联，也可以起到滤波的作用。

图1.10电感滤波电路图1.11波形图电感滤波电路如图10.10所示。电感滤波的波形图如图10.11所示。当v2正半周时，D1、D3导电，电感中的电流将滞后v2。当负半周时，电感中的电流将经由D2、D4提供。因桥式电路的对称性，和电感中电流的连续性，四个二极管D1、D3；D2、D4的导通角都是180°。（动画10-5）电感滤波原理对谐波分量:

f越高，XL越大,电压大部分降在XL上。

因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。Uo(AV)≈0.9U2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压:u2u1RLLuo对直流分量:

XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上1.2.3其他形式的滤波电路改善滤波特性的方法：采取多级滤波。如：L-C型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容。RC–型滤波电路：在电容滤波后再接一级RC滤波电路。性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。LC–

型滤波电路：在电容滤波后面再接L-C型滤波电路。１.RC–型滤波器改善滤波特性的方法：采取多级滤波uoRu2u1C1C2uo1´RLRC–

型滤波器uoRu2u1C1C2uo1´RLuo的交流分量的基波的幅值：通常选择滤波元件的参数使得：uo的脉动系数S与uo1的脉动系数S´的关系：２、L-C型滤波电路u2u1LuoCRLuo1设uo1的直流分量为U´O，交流分量的基波的幅值为U´O1m，：通常选择滤波元件的参数使得：uo的脉动系数S与uo1的脉动系数S´的关系：３、LC–

型滤波电路u2u1LuoC2RLuo1C1显然，LC–型滤波电路输出电压的脉动系数比只有LC滤波时更小，波形更加平滑；由于在输入端接入了电容，因而较只有LC滤波时，提高了输出电压。请自行分析LC–

型滤波电路的输出电压和脉动系数等基本参数。1.3倍压整流电路利用滤波电容的充放电作用，将多个电容和二极管组合可获得倍数于变压器附边电压的输出电压。1.3.1二倍压整流电路u2的正半周时：D1导通，D2截止，理想情况下，电容C1的电压：u2的负半周时：D2导通，D1截止，理想情况下，电容C2的电压：输出端的电压：即二倍压电压。+–1.3.2多倍压整流电路+–u2的第一个正半周：u2、C1、D1构成回路，C1充电到：u2的第一个负半周：u2、C2、D2、C1构成回路，C2充电到：C1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6+–+–+–+–+–+–C1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6u2的第二个正半周：u2、C1、C3、D3、C2构成回路，C1补充电荷，C3充电到：u2的第二个负半周：u2、C2、C4、D4、C3、C1构成回路，C2补充电荷，C4充电到：把电容接在相应电容组的两端，即可获得所需的多倍压直流输出。2稳压电路2.1稳压电路概述2.2硅稳压二极管稳压电路2.3线性串联型稳压电源2.1稳压电路概述2.1.1

引起输出电压不稳定的原因2.1.2

稳压电路的技术指标

引起输出电压变化的原因是负载电流的变化和输入电压的变化，参见图1.12。2.1.1引起输出电压不稳定的原因负载电流的变化会在整流电源的内阻上产生电压降，从而使输入电压发生变化。图1.12稳压电源方框图即2.1.2稳压电路的技术指标用稳压电路的技术指标去衡量稳压电路性能的高低。VI和

IO引起的

VO可用下式表示

(1)稳压系数Sr定义为有时稳压系数也用下式定义当输出电流从零变化到最大额定值时，输出电压的相对变化值。（4）电流调整率SI

(3)输出电阻Ro

(2)电压调整率SV一般特指ΔVi/Vi=±10%时的Sr输入电压交流纹波峰峰值与输出电压交流纹波峰峰值之比的分贝数。（6）输出电压的温度系数ST

如果考虑温度对输出电压的影响,则输出电压是输入电压、负载电流和温度的函数（5）纹波抑制比Srip

2.2硅稳压二极管稳压电路2.2.1硅稳压二极管稳压电路的原理2.2.2稳压电阻的计算2.2.3基准源2.2.1硅稳压二极管稳压电路的原理硅稳压二极管稳压电路的电路图如图1.13所示。

它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的，由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。图1.13硅稳压二极管稳压电路(1)当输入电压变化时如何稳压根据电路图可知

输入电压VI的增加，必然引起VO的增加，即VZ增加，从而使IZ增加，IR增加，使VR增加，从而使输出电压VO减小。这一稳压过程可概括如下：这里VO减小应理解为，由于输入电压VI的增加，在稳压二极管的调节下，使VO的增加没有那么大而已。VO还是要增加一点的，这是一个有差调节系统。VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓图1.14硅稳压二极管稳压电路(2)当负载电流变化时如何稳压

负载电流IL的增加，必然引起IR的增加，即VR增加，从而使VZ=VO减小，IZ减小。IZ的减小必然使IR减小，VR减小，从而使输出电压VO增加。这一稳压过程可概括如下：

IL↑→IR↑→VR↑→VZ↓（VO↓）→IZ↓→IR↓→VR↓→VO↑2.2.2稳压电阻的计算稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击穿特性的动态电阻有关，与稳压电阻R的阻值大小有关。稳压二极管的动态电阻越小，稳压电阻R越大，稳压性能越好。稳压电阻R

的作用将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化，从而起到调节作用，同时R也是限流电阻。

显然R的数值越大，较小IZ的变化就可引起足够大的VR变化，就可达到足够的稳压效果。但R的数值越大，就需要较大的输入电压VI值，损耗就要加大。稳压电阻的计算如下

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。此时IZ不应小于IZmin，由此可计算出稳压电阻的最大值，实际选用的稳压电阻应小于最大值。即

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IZ不应超过IZmax，由此可计算出稳压电阻的最小值。即(1)(2)稳压二极管在使用时一定要串入限流电阻，不能使它的功耗超过规定值，否则会造成损坏！2.2.3稳压管稳压电路的参数选择首先应确定输出电压UO，输出电流范围Iomin、Iomax（或RLmax、RLmin），输入电压UI波动范围（一般为±10%）等，据此选择整流、滤波、稳压元件参数。（1）UI的选择根据经验，一般选择UI=（2~3）UO确定Ii：该电流的选择原则为Ii>

Iomax。（2）稳压管的选择UZ=UOIZM－IZ>Iomax－IominIZM

≥

Iomax

+IZ（3）限流电阻的选择由得限流电阻的功率：（空载时）

【例】为了保护稳压管，经常在图1-14所示电路中加一限流电阻。假设稳压电路的输入电压为15V，稳压管的输出电压为12V，稳压管的安全工作电流范围为5～50mA，负载电流为400Ω，求限流电阻的取值范围。解:依题意可知流过负载电阻的电流为因此流过限流电阻的总电流变化范围为而限流电阻两端的电压为3V，便可求得R的范围为2.3线性串联型稳压电源

稳压二极管的缺点是工作电流较小，稳定电压值不能连续调节。线性串联型稳压电源的工作电流较大，输出电压一般可连续调节，稳压性能优越。目前这种稳压电源已经制成单片集成电路，广泛应用在各种电子仪器和电子电路之中。线性串联型稳压电源的缺点是损耗较大，效率低。2.3.1

线性串联型稳压电路的工作原理2.3.2

稳压电路的保护环节2.3.3

三端集成稳压器2.3.1线性串联型稳压电路的工作原理（1）基本调整管电路稳压管稳压电路中，负载电流最大变化范围等于稳压管的最大稳定电流和最小稳定电流之差，即Izmax-Iz。扩大负载电流的最简单方法是,利用晶体管的电流放电作用。电路采用射极输出形式，引入了电压负反馈，可以稳定输出电压。ILmax=（1+β)(Izmax-Iz)Uo=Uz–Ube，必须使调整管工作在放大状态。式Uo=Uz–Ube

表明基本调整管稳压电路输出电压仍然不稳，因Ube的变化使输出电压变化，稳定性较差。为了使输出电压可调，也为了加深电压负馈，引入放大环节。UBE2T2

UCE2R4RLUOUiIO比较放大调整元件串联型稳压电路UZR3DZT1UBE1UCE1基准电压采样环节R1R2RPVB2RP"RP'稳压电路的稳压原理若Ui变化使UO增大时，自动调整过程如下：UiUOVB2UBE2IB2IC2UCE2

UOUCE1

IC1IB1UBE1

UZ不变UBE2T2

UCE2R4RLUOR1R2RPVB2IOT1UBE1UZR3DZUiUCE1RP"RP'IB1稳压电路输出电压的大小和调节UO=————(UBE2

+

UZ)R1+

RP

+

R2R2+

R'P

————UZR1+

RP

+

R2R2+

R'P

————UZ，R1+

RP

+

R2R2UOmaxUOmin————UZR1+

RP

+

R2R2+

RP

UBE2T2

UCE2R4RLUOR1R2RPVB2IOT1UBE1UZR3DZUCE1UiRP"RP'IB1(2)使用运放的稳压电源的工作原理

根据图1.18分两种情况来加以讨论。1．输入电压变化，负载电流保持不变

输入电压VI的增加，必然会使输出电压VO有所增加，输出电压经过取样电路取出一部分信号Vf与基准源电压VREF比较，获得误差信号ΔV。误差信号经放大后，用VO1去控制调整管的管压降VCE增加，从而抵消输入电压增加的影响。

VI↑→VO↑→Vf↑→VO1↓→VCE↑→VO↓（动画16-2）2．负载电流变化，输入电压保持不变

负载电流IL的增加，必然会使输入电压VI有所减小，输出电压VO必然有所下降，经过取样电路取出一部分信号Vf与基准源电压VREF比较，获得的误差信号使VO1增加，从而使调整管的管压降VCE下降，从而抵消因IL增加，使输入电压减小的影响。IL↑→VI↓→VO↓→Vf↓→VO1↑→VCE↓→VO↑3.输出电压调节范围的计算根据图1.19可知Vf≈VREF调节R2显然可以改变输出电压。（动画16-1）复合管串联型稳压电源的改进电路RLUOUiIOT1UZR3DZN++T2运放1.扩大输出电流和提高灵敏度利用三极管

T1和

T2

构成复合管扩大输出电流；利用运放

N

提高稳压电路灵敏度和温度稳定性。R1R2RP2.具有保护电路的稳压电源R3RPR2R4R5R6R7R8R9R1RT3T1T2DZ2Ui+E辅助电源IOUO+-+-UR9+-UR7+-IRDZ1UBE3虚线框内为截流型保护电路:当

IO过载或RL短路时,T3导通,

可使

IO

,从而保护

T1不被烧毁。RL2.3.2稳压电路的保护环节

串联型稳压电源的内阻很小，如果输出端短路，则输出短路电流很大。同时输入电压将全部降落在调整管上，使调整管的功耗大大增加，调整管将因过损耗发热而损坏，为此必须对稳压电源的短路进行保护。过载也会造成损坏。保护的方法反馈保护型温度保护型截流型限流型利用集成电路制造工艺，在调整管旁制作PN结温度传感器。当温度超标时，启动保护电路工作，工作原理与反馈保护型相同。限流型过流保护过流时使调整管发射极电流限制在某一数值的电路，称为限流型保护。Iomax=Ube2/R特点限流型保护电路虽然组成简单，但在保护电路起作用后，调整管的Uce值最大，工作电流Ic也是最大，因而就有较大的功耗，所以不适用于大功率电路。截流型过流保护凡是在过流时使调整管发射极电流迅速减小到较小数值的电路，称为截流型保护电路。

图1.19截流型特性保护原理因过流使T2导通，导致U+电压上升，U+↑----UB1

↑----UC1↓（=Uo)--R3--UB2

↓----IC2

↑----U+↑↑----Uo↓↓…..最终导致Uo接近于零，实现截流作用。2.3.3三端集成稳压器(1)概述

将串联稳压电源和保护电路集成在一起就是集成稳压器。早期的集成稳压器外引线较多，现在的集成稳压器只有三个：输入端、输出端和公共端，称为三端集成稳压器。它的电路符号见图1.21，外形如图1.22所示。

图1.21集成稳压器符号要特别注意，不同型号，不同封装的集成稳压器，它们三个电极的位置是不同的，要查手册确定。图1.22外形图照片

线性三端集成稳压器的分类三端集成稳压器有如下几种：1.三端固定正输出集成稳压器，国标型号为CW78--/CW78M--/CW78L--2.三端固定负输出集成稳压器，国标型号为CW79--/CW79M--/CW79L--3.三端可调正输出集成稳压器，国标型号为CW117--/CW117M--/CW117L-CW217--/CW217M--/CW217L--CW317--/CW317M--/CW317L--4.三端可调负输出集成稳压器，国标型号为CW137--/CW137M--/CW137L-CW237--/CW237M--CW237L--CW337--/CW337M--/CW337L--5.三端低压差集成稳压器6.大电流三端集成稳压器

以上1---为军品级；2---为工业品级；3---为民品级。

军品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-55℃～150℃；

工业品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-25℃～150℃；

民品级多为塑料封装，工作温度范围0℃～125℃。(2)三端固定集成稳压器CW7800

系列(正电源)CW7900系列(负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V1、78、79系列的型号命名输出电流78L

××/79L××—输出电流100mA78M××/9M××—输出电流500mA78××/79××—输出电流1.5A输出电压例如：CW7805输出5V，最大电流1.5ACW78M05输出5V，最大电流0.5ACW78L05输出5V，最大电流0.1A注意点输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。7805---7815Ui≤35V7815---7824Ui≤40V78xx的静态电流约5--8mA,79xx的静态电流约3mA关于稳压值以7805为例7V≤Ui≤25V5.0mA≤Io≤1000mAPo≤15W时Vo=4.75—5.25V，典型值Vo=5.0VT17T16T15T13T10T5T6T2T3T4T8T9CW7800三端集成稳压器内部电路图输入端输出端公共端T11T12T14T1T7T9DZ1DZ2C123R4R18R8R5R6R9R1R7R13R17R12R11R19R20R14R10R3R2R15R16T9T9取样电阻R19,R20过流DZ2,T15启动电压Dz1,T12,T13比较放大T2，T3,T4,T6电流源T8,T9基准电压T3，T4，T5，T62、CW7800的内部结构和基本应用电路内部结构+UI取样电路调整电路保护电路基准电压比较放大启动电路+UO基本应用电路提高输出电压电路W78132CiC2+UO+UI

+UR1R2IQI1I2静态电流58mA要求输出电压UO>U

提高输出电压输出电压可调稳压电路W78C1C2+UI

+U+UOR1R2R3R48(虚短)可产生小于U

的输出电压UO输出正、负电压的电路~24V~24V~220VW7815W79151323211000F220F0.33F0.33F0.1F+15V15V++++1000F0.1F220F恒流源电路12+UI=10VW78053+UORRLIQIO0.1F0.33F10输出正、负电压的稳压电路

注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。7805---7815Ui≤35V7815---7824Ui≤40V78xx的静态电流约5--8mA,79xx的静态电流约3mA扩大输出电流的电路CW7800123UiUOCiCORLTIoICI2Io=

I2+

IC

>

I2当负载电流

Io

小于稳压器电流

I2

=

15

时，三极管

T

截止

当负载电流

Io

I2

时,

T

导通,R则有(3)三端可调输出集成稳压器1、典型产品型号命名CW117/217/317系列(正电源)CW137/237/337系列(负电源)工作温度CW117(137)—

-55150CCW217(237)—

-25150CCW317(337)—

0

125C基准电压1.25V输出电流L型—输出电流100mAM型—输出电流500mA2、CW117内部结构和基本应用电路内部结构调整电路基准电路误差放大启动电路偏置电路保护电路IREFUIUOADJ123LM317/337外形引脚CW337123UIUOADJCW137123UIUOADJ50ACW117123UIUOADJ基本应用电路Uo

CW317123C2++UiC1C30.1F10F33FR1R2C4IOIQIIREF0.1FV1V2V1防止输入端短路时C4反向放电损坏稳压器V2防止输出端短路时C2通过调整端放电损坏稳压器UREF=1.25V使UREF很稳定R1=

UREF/

IQ=125静态电流IQ(约10mA)从输出端流出，RL开路时流过R1R2=

02.2k

时，120IREF

50A2.2kUO=

1.2524V030V连续可调电路Uo

CW317123++UiC10.33

F10FR1R2C31

FVC2R3+3

k120

680+32

V–10

VAUA=–1.25V当R2=0时，UO=0VLM337构成稳压电源例已知Uomax=25V,R1=240Ω,允许加在Uin和Uo之间的电压为3—40V。问（1）输出电压的最小值？（2）R2的取值范围？（3）若Ui变化±10﹪，为保证Uomax=25V,Ui至少应取多少？为保证LM317安全，Ui最大值为多少？解（1）Uo=1.25（1+R2/R1),当R2=0时，Uo=1.25V（2）Uo=1.25（1+R2/R1)=25，R1=240

∴R2=4560Ω(3)Ui(1-10﹪)≥25+3输入最小,输出最大Ui(1+10﹪)≤1.25+40输入最大,输出最小∴31.1V≤Ui≤37.5V如果Ui(1+10﹪)-----Uomax+最大差压则Ui(1+10﹪)≤25+40----Ui≤59.1V,此时如果Uo=1.25V,压差=59.1-1.25＞40VLM317/337构成正负电源LM338大电流可调集成稳压器LM338可调三端稳压器提供5A的平均输出电流，输出电压范围为1.2V至32V连续可调。LM338内置过载保护电路，自动限制功耗。此保护电路允许瞬态负载强电流通过，12A以内的瞬态电流不会实施保护，以利于某些设备的顺利启动。最高输入输出压差：35V

线路调整率：0.005%

负载调整率：0.1%

工作温度：0~125℃

基本应用电路基准电压源介绍TL431、MC1403、LM399、Max872/874等常用基准电压源稳压管稳压值在6V以下具有负温度系数、温度升高时稳压值减小。击穿电压越低则负温度系数越大，例如3V稳压管的温度系数约为-1.5mV/℃；6V以上为正温度系数、温度升高时稳压值增大，击穿电压越高的温度系数越大，例如30V稳压管的温度系数约为33mV/℃；而6V左右稳压管的温度系数最小、且在正负之间变化。因而在允许情况下应尽可能选用击穿特性较硬、温度系数最小的6V稳压管。这类稳压管的另一个缺点是同一型号管子其击穿电压的离散性很大。带隙基准电压源带隙基准电压源的基本原理是：利用双极性晶体管的基极-发射极电压VBE(具有负温度系数)与它们的差值VBE(具有正温度系数)进行相互补偿，从而达到电路的温度系数为零的目的。如图所示，其运算放大器的作用是当电路处于深度负反馈的情况下，使X、Y两点的电压相等。此时若R1=R2，则I1=I2，并满足：

VBE1=VBE2+I2R3

(1)

I1=I2=(1/R3)(VBE1-VBE2)=(1/R3)VTlnn(2)

VOUT=VBE1+I1R1=VBE1+(R1/R3)VTlnn

(3)

VOUT即为输出的基准电压。从(3)式可知，基准电压只与PN结的正向压降、电阻的比值以及T1和T2的发射区面积比有关，而与输入电压无关，所以，在实际的工艺制作中将会有很高的精度。第一项VBE1具有负的温度系数，在室温时大约为-2mV/℃；第二项VT具有正的温度系数，在室温时大约为+0.085mV/℃，通过设定合适的工作点，可以使两项之和在某一温度下达到零温度系数，从而得到具有较好温度特性的基准电压。适当选取R1、R3和n的值，即可得到具有零温度系数的输出电压VOUT。TL431并联稳压器稳压原理某原因Vo↑---Vref↑---比较器输出高电平---VT导通-----Vo↓TL431应用1.VKA=2.500V基准电压2.输出电压可调3.4.MC1403MC1403是美国摩托罗拉公司生产的高准确度、低温漂、采用激光修正的带隙基准电压源，国产型号为5G1403和CH1403。它采用DIP－8封装.输入电压4.5V----40V输出电压2.500V±25mV输出电流10mA电压温度系数10ppm1/℃基本应用电路LM399精密基准电压源LM399系列器件采用标准的密封TO--46型封装,外面加有热保温罩。LM199的工作温度范围是-55℃到+125℃,LM299的工作温度范围是-25℃到+85℃,LM399的工作温范围是0℃到+70℃。其中LM399的使用最广泛,价格也较便宜。其特点如下:●电压温度系数不超过0.5PPM/℃;●动态阻抗低,典型值为0.5Ω;●击穿电压的初始容差为2%;低噪声;●工作电流0.5mA---10mA，输入电压Ui≤40V●低功耗(平衡时),25℃时为300mW;●长期稳定性好。

结构图LM399的内部电路简介

LM399的内部电路可分成两部分:基准电压源和恒温电路。图1表示了它的管脚排