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1、,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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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，
7、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
8、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,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
9、 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,W7800,W7900,（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 SV,7.2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
10、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
11、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,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 1.2 V 37 V，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
12、应用电路如图所示。该电路是很实用的 3 V 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
13、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,2串联型稳压电路的调整过程从其实质而言是一种负反馈。反馈网络就是取样电路，反馈电压就是比较放大管的基极电压，反馈类型为电压串联负反馈。,3三端集成稳压器有 W7800 和 W7900 两种系列。三端集成稳压器体积小、外围元件少、性能稳定可靠、使用调整方便。典型应用电路有：基本应用电路，输入电压的扩展，输出电压的扩展，输出电流的扩展，输出电压可调电路，正负对称的稳压电源。,1串联型稳压电路的组成：调整部分、取样电路、基准环节、比较放大级。,
