第七章直流稳压电源.ppt

1、 7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路 本章小结本章小结第七章直流稳压电源*7.3开关稳压电源简介开关稳压电源简介 7.1.1串联型稳压电路串联型稳压电路V：NPN 型型，相相当当于于一一只只受受基基极极电电流流控控制制的的可可变变电电位位器器，利用其电压的变化来实现稳压。利用其电压的变化来实现稳压。负载与与起起调整整作作用用的的三三极极管管相相串串联，故故称称串串联型型稳压电路。路。1电路路组成成7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 2工作原理工作原理假假定定输出出电压 VO 由由于于某某种种原原因因升升高高，因因 VZ 是是稳定定值，所所以以三三

2、极极管管的的 VBE 将将减减小小，IB 使使减减小小，三三极极管管集集射射电压 VCE 增增大大，由由于于VO=VI-VCE ，因因而而抑抑制制了了输出出电压的的升高，使其升高，使其趋于于稳定。定。若若输出出电压因某种原因下降因某种原因下降时，其，其变化化过程与此相反。程与此相反。稳压过程可表示为稳压过程可表示为7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 3稳压电路工作条件路工作条件稳稳压压管管 VZ 的的稳稳定定是是保保证证输输出出电电压压稳稳定定的的前前提提。可可将将串串联联型稳压电路改成典型射极输出器的电路。型稳压电路改成典型射极输出器的电路。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 7.1.2具有

3、放大环节的串联型可调稳压电路具有放大环节的串联型可调稳压电路串串联型可型可调稳压电源方框源方框图如如图所示。所示。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 1电路及各元件作用路及各元件作用组成成：调整整部部分分（调整整管管 V1）、取取样电路路（R1、R2、RP 组成成分分压器器）、基基准准环节（稳压管管 VDZ 和和 R3 组成成的的稳压电路）路）、比、比较放大放大级（放大管（放大管 V2 等）。等）。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 R1、R2、RP：组成成取取样电路路，将将输出出电压的的一一部部分分取取出出加加到到 V2 管管的的基基极极，与与基基准准电压进行行比比较，其其差差值电压经过 V

4、2 放大后，送到放大后，送到调整管的基极，控制整管的基极，控制调整管的工作。整管的工作。V1：调整管，起整管，起电压调整作用；整作用；V2：比：比较放大管；放大管；VZ ：稳压管管，与与限限流流电阻阻 R3 组成成基基准准电源源，为 V2 发射射极提供基准极提供基准电压；7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 2稳压原理稳压原理（2）当电网电压下降或负载变重时）当电网电压下降或负载变重时可概括可概括为（1）当电网电压升高或）当电网电压升高或 RL 增大时增大时稳压过程程为 可概括可概括为7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源（RL）3输出出稳定定电压的的调节 按分按分压关系关系 整理得整理得为分分压比

5、，称比，称为取取样比比，用，用 n 表示，表示，则 7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源RP(下下)：为可可变电阻抽阻抽头下部分阻下部分阻值。因因 V2 VBE2，则 4影响串影响串联型可型可调式式稳压电源源稳压性能的因素性能的因素（1）取取样电路路取取样电路路的的分分压比比 n 越越稳定定，则稳压性性能越好。能越好。（2）基基准准环节稳压管管应选用用动态电阻阻小小、电压温温度度系系数小的硅数小的硅稳压二极管。二极管。（3）放放大大环节应使使比比较放放大大级有有较高高的的增增益益和和较高高的的稳定性。定性。（4）调整整环节输出出功功率率大大的的稳定定电源源，应选用用大大功功率率三极管作三极管作调

6、整管。整管。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源调整管的并整管的并联运用和串运用和串联运用如运用如图所示。所示。调整整管管除除常常用用复复合合管管外外，有有时因因三三极极管管的的极极限限电流流 ICM不不够大大而而采采用用多多管管并并联；或或因因三三极极管管允允许的的极极限限电压 BVCEO不不够高而采用多管串高而采用多管串联运用。运用。7.1.3提高串联型稳压电路性能的措施提高串联型稳压电路性能的措施（1）问题（2）措施）措施1提高提高稳定度的措施定度的措施设置置辅助助电源源可可为比比较放放大大管管提提供供一一个个稳定定的的集集电极极电压，同同时也也为调整整

7、管管提提供供稳定定偏偏流流。可可以以克克服服输入入电压波波动对两两者者的的影响，提高了影响，提高了输出出电压稳定度。定度。输入入电压不不稳定定会会导致致比比较放放大大级的的电源源电压和和调整整管管偏偏流流不不稳定。定。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 电路如路如图所示。所示。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 2提高温度提高温度稳定性的措施定性的措施（2）措施）措施（1）问题产生生基基准准电压的的稳压二二极极管管接接在在 V2 的的基基极极，取取样电压接接V3 基基极极，差差分分放放大大器器对两两管管基基极极电压之之差差进行行放放大大，完完成成稳压功能。功能。R4 为两管的公共两管的公共电阻

8、，抑制了温度阻，抑制了温度对差分管的影响。差分管的影响。温温度度变化化会会使使比比较放放大大管管的的集集电极极电流流和和射射极极电流流发生生变化，化，输出出电压将随温度的将随温度的变化化发生漂移。生漂移。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 采用能采用能够抑制温漂的差分放大抑制温漂的差分放大电路，如路，如图所示。所示。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 1限流式保限流式保护电路路7.1.4保护电路保护电路当当输出出电流超流超过额定定值时，保，保护电路开始路开始动作，使作，使输出出电流限制在一定的范流限制在一定的范围内。内。（1）功能）功能（2）电路路组成成7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源（3）

9、工作原理）工作原理限限流流电阻阻取取值适适当当，流流过限限流流电阻阻的的电流流正正常常时，保保护二二极极管管 V 截截止止，不不影影响响电路路工工作作；超超负载时，保保护二二极极管管 的的电流减小，保流减小，保护调整管不致整管不致损坏。坏。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 R：检测电阻。阻。2截流式保截流式保护电路路当当输出出过载或或短短路路时，保保护电路路开开始始动作作使使调整整管管截截止止，从而使通从而使通过调整管的整管的电流减至最小，起到保流减至最小，起到保护作用。作用。（1）功能）功能（2）电路路组成成R3、VDZ2：组成成简单的的稳压源源，为 V3基极提供基准基极提供基准电压。V3

10、：保保护管管，连同同其其外外围电阻阻组成成保保护电路路。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源（3）工作原理）工作原理负载电流流处于于正正常常范范围时，调整整管管正正常常工工作作，加加在在检测电阻阻 R 上上的的电压处于于正正常常值，保保护管管 V3 截截止止，保保护电路路不不发挥作用。作用。当当负载电流流因因过载或或负载短短路路时，检测电阻阻 R 电压降降增增大大，导致致保保护管管 V3导通通，电流流 IC3 增增大大，VC3 下下降降，即即 VB1 调整整管管下下降降，使使调整管的整管的 VCE1 增大，增大，导致致输出出电压 VO 下降。正反下降。正反馈过程如下：程如下：7.1晶体管稳压电源

11、晶体管稳压电源 1电路组成电路组成7.1.5串串联型型稳压电源源举例例组成成：整整流流（桥式式）、滤波波（电容容滤波波）和和稳压（串串联可可调式）三部分。式）三部分。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 2稳压部分特点稳压部分特点（1）电路路中中的的调整整管管 V1、放放大大管管 V2、V3 和和过流流保保护三极管三极管 V4 均使用均使用 PNP 型型锗管，管，输出出电压的极性的极性为负。（5）过载保保护部分由部分由 V4 等等组成三极管截流式保成三极管截流式保护电路。路。（2）因因输输出出电电流流较较大大，所所以以调调整整管管由由 V1 和和 两两个个管管子子组成复合管。组成复合管。（3）为

12、为提提高高稳稳压压电电路路的的温温度度稳稳定定性性，放放大大电电路路采采用用由由V2、V3 组成的差分放大电路。组成的差分放大电路。（4）为为提提高高稳稳压压性性能能，放放大大管管的的集集电电极极负负载载电电阻阻 R5 接接至一个辅助电源。至一个辅助电源。7.1晶体管稳压电源晶体管稳压电源 7.2.1固定式三端集成稳压器固定式三端集成稳压器7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路1特点特点输出电压固定，外引线有输入、输出和接地三个端子。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。系列是三端固定正电压输出的集成稳压

13、器。系列序号的最末两位数表示系列序号的最末两位数表示标称称输出出电压值。如。如W7812。W7900 系列是三端固定负电压输出的集成稳压器。系列是三端固定负电压输出的集成稳压器。W7800 和和 W7900 系列的外形及管脚排列如图所示。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集成稳压器及应用电路W7800 W7900 （3）最大）最大输出出电流流 IOmax（1）最大）最大输入入电压 VImax（2）输出出电压 VO（4）电压调整率整率 SV7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路3主要性能参数（主要性能参数（W7800 系列）系列）稳压器正常工作时所允许输入的最大电压

14、。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。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。稳压器正常工作时，能输出的额定电压。在在输输入入电电压压变变化化量量 VI 为为零零时时，输输出出电电压压变变化化量量 VO 与与输出电流变化量输出电流变化量 IO 的比值。的比值。（5）输出电阻）输出电阻 Ro（1）基本）基本应用用电路路图图示示为为三三端端固固定定式式稳稳压压器器的的一一般般接接法法。输输入入、输输出出端端并并联高频旁路电容。接线时，管脚不能接错，公共端不得悬空。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

15、型应用电路典型应用电路7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路（2）输入电压的扩展）输入电压的扩展7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路图图（a）为为串串入入三三极极管管来来降降低低输输入入电电压压。图图（b）为为用用电电阻阻来来降降压压。图图（c）为为采采用用一一只只稳稳压器降压。压器降压。W7800 系系列列规规定定最最大大允允许许的的输输入入电电压压，超超过过该该值值就就要要损损坏稳压器。可用图示的三种方案之一来扩展输入电压。坏稳压器。可用图示的三种方案之一来扩展输入电压。（3）输出出电压的的扩展展如需将输出电压提高到所需值，可采用如图所示电路。如需将输出电压提高到所需值，

16、可采用如图所示电路。7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路（4）输出电流的扩展）输出电流的扩展7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路图图（a）采采用用并并联联电电阻阻的的方方法法扩扩流流。图图（b）用用PNP 功功率率管管扩扩流流。图图（c）用用两两只只稳稳压压器器并并联联输输出出，并并联联时时应应注注意意两两集集成成稳稳压压器器的的参参数数要要一一致。致。在在需需要要稳稳压压器器输输出出电电流流增增大大的的场场合合，可可采采用用如如图图所所示示电电路。路。（5）输出电压可调电路）输出电压可调电路固固定定式式三三端端集集成成稳稳压压器器与与集集成成运运放放电电路路适适当当连连接

17、接，就就可可组成输出电压可调的稳压电路。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集成稳压器及应用电路（6）正负对称的稳压电源）正负对称的稳压电源采采用用两两只只不不同同型型号号的的三三端端集集成成稳压器器，可可组合合成成一一种种正正负对称称输出出电压的的稳压电源。源。7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路 7.2.2可调式三端集成稳压器可调式三端集成稳压器该该集集成成稳稳压压器器不不仅仅输输出出电电压压可可调调，而而且且稳稳压压性性能能指指标标均均优优于于固固定定式式集集成成稳稳压压器器。调调压压范范围围 1.2 V 37 V，常常用用的的正正压压系系列列 W117/21

18、7/317，负压系列，负压系列 W337。其外形和接线如图所示。其外形和接线如图所示。7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路F-1、F-2 型型 S-7 型型 W317 三三端端可可调调集集成成稳稳压压器器的的应应用用电电路路如如图图所所示示。该该电电路是很实用的路是很实用的 3 V 便携式收音机用电源。便携式收音机用电源。7.2集成稳压器及应用电路集成稳压器及应用电路*7.3开关稳压电源简介开关稳压电源简介1工作特点工作特点开开关关型型稳稳压压电电源源是是调调整整管管工工作作在在开开关关状状态态的的开开关关式式稳稳压压电电源源，其其调调整整管管只只工工作作在在饱饱和和与与截截止止两两

19、种种状状态态，即即开开、关关状状态态，使使管管耗耗降降到到最最小小，使使整整个个电电源源体体积积小小，效效率率高高，稳稳压压性性能好，稳压范围大。能好，稳压范围大。并并联联型型开开关关稳稳压压电电源源主主要要由由开开关关调调整整管管、储储能能电电路路、取取样比较电路、基准电路、脉冲调宽和脉冲发生电路等组成。样比较电路、基准电路、脉冲调宽和脉冲发生电路等组成。2组成组成*7.3开关稳压电源简介开关稳压电源简介电路方框图如图所示。电路方框图如图所示。调调整整管管导导通通期期间间，储储能能电电感感储储能能，并并由由储储能能电电容容向向负负载载供供电电；调调整整管管截截止止期期间间，储储能能电电感感释

20、释放放能能量量对对储储能能电电容容充充电电，同同时向负载供电。时向负载供电。并联型开关稳压电源原理电路如图所示。并联型开关稳压电源原理电路如图所示。*7.3开关稳压电源简介开关稳压电源简介*7.3开关稳压电源简介开关稳压电源简介在在有有的的并并联型型开开关关稳压电源源中中，储能能电感感以以互互感感变压器器的形式出的形式出现，其，其电路如路如图所示。所示。它它的的优点点是是可可以以通通过变压器器的的不不同同抽抽头，再再加加上上各各自自的的整整流流滤波波电路，可以得到不同的多路直流路，可以得到不同的多路直流电压输出。出。本章小结本章小结2串串联联型型稳稳压压电电路路的的调调整整过过程程从从其其实实

21、质质而而言言是是一一种种负负反反馈馈。反反馈馈网网络络就就是是取取样样电电路路，反反馈馈电电压压就就是是比比较较放放大大管管的的基基极电压，反馈类型为电压串联负反馈。极电压，反馈类型为电压串联负反馈。3三三端端集集成成稳稳压压器器有有 W7800 和和 W7900 两两种种系系列列。三三端端集集成成稳压器器体体积小小、外外围元元件件少少、性性能能稳定定可可靠靠、使使用用调整整方方便便。典典型型应用用电路路有有：基基本本应用用电路路，输入入电压的的扩展展，输出出电压的的扩展展，输出出电流流的的扩展展，输出出电压可可调电路路，正正负对称的称的稳压电源。源。1串串联联型型稳稳压压电电路路的的组组成成：调调整整部部分分、取取样样电电路路、基基准准环节、比较放大级。环节、比较放大级。