9.2 稳压电路

9.2 稳压电路

9.2.1 并联型稳压电源9.2.2 串联型稳压电源9.3.3 三端集成稳压器

稳压管稳压电路

开关型数字式稳压电路

线性（模拟）稳压电路

常用稳压电路( 小功率设备 )

以下主要讨论线性稳压电路。

电路最简单，但是带负载能力差，输出功率小。一般只提供基准电压，不作为电源使用。

效率较高，目前广泛使用，这里简单介绍。

9.2 稳压电路

HOMEHOME

9.2.1 并联型稳压电路

图 9.6 并联型直流稳压电路

其稳压过程分述如下：

当 RL 未变动时，若电网电压上升，则 U

i↑→UL↑→IZ↑→I↑→UR↑

→UL↓当电网未波动时，若 RL 减小，则

IL↑→I↑→UR↑→UL

↓→IZ↓→I↓→UR↓→U

L ↑

选择稳压管时，一般可按以下公式估算

UZ=UL

IZmax=(1.5~3)ILmax

Ui=(2 ~ 3)UZ HOMEHOME

max101

10L

L

LL ImA

R

UI

设电网波动引起整流滤波电路的输出电压变化

±10% ， RL=1kΩ ，要求 UL=10V ，试确定图 9.

6 中稳压电路元件的参数。解： (1) 根据 UZ=UL=10V得

由式 IZmax=(1.5~3)ILmax ，可查手册选择 2CW17 稳压

管，其参数为： UZ=(9 ~ 10.5)V ， IZ=5mA ， PZ=250

mW ， IZmax=23mA ， rz=25Ω 。

例 9.3

HOMEHOME

ΩkI

UUR

Z

Li 76.023

105.27

max

maxmin

ΩkII

UUR

LZ

Li 83.0105

105.22

max

minmax

(2) 取 Ui =25V ， Ui 变化 ±10% 时可算得

Uimax=27.5V

Uimin=22.5V

（ 3 ）求出限流电阻

HOMEHOME

WR

UU

R

UP LiR

R 41.0760

)105.27()( 2

min

2max

2

故可选择标称值为 820Ω/0.5W 的电阻器

并联型稳压电路结构简单，但受稳压

管最大电流限制，又不能任意调节输

出电压，所以只适用于输出电压不需

调节，负载电流小，要求不甚高的场

合。

所以 R 的取值范围为 0.76 kΩ≤R≤0.83kΩ ，其功率为：

HOMEHOME

9.2.2 串联型稳压电路

R4T1

T2

UZ

R3

RW1

RW2

R1

RW

R2

RL UO

+

_

+

_

UI

UB2

(1) 采样单元

　采样单元有 R1 、

R2 、和 Rw 组成，

与负载 RL 并联，通过它可以反映输出电压 Uo 的变化。(2) 基准单元 基准单元由限流电阻 R3 与稳压管组成。

（ 3 ）放大单元 放大单元由三极管 T2 组成。

4 ）调整单元

调整单元由三极管 T1

组成，它是串联型稳压电路的核心元件。 T1 必须选择大功率三极管 。

1. 电路组成

图 9.7 串联型稳压电路

HOMEHOME

2. 稳压原理

利用电压负反馈稳定输出电压

当 UI 增加或输出负载变化使 Uo 升高时

Uo UB2 UBE2( = UB2-UZ ）

UC2Uo

分立元件温度稳定性差

HOMEHOME

222

21BEZ

W

WO UU

RR

RRRU

22

21max BEZ

WO UU

R

RRRU

22

21min BEZ

W

WO UU

RR

RRRU

（调至最下端）

（调至最上端）

•输出电压的调节

（ UBE2 可略）

HOMEHOME

HOMEHOMEHOMEHOME

HOMEHOME

VUR

RRRU Z

wo 1863

2

21max

VURR

RRRU Z

w

wo 96

2

3

2

21min

在图 9.7 中，设稳压管工作电压 UZ=6V ，采样单元中 R1=R2=Rw ，试估算输出电压的调节范围。

故：该串联型稳压电路的输出电压可在 9V~18V 之间调节。

例 9.4

HOMEHOME

电路改进

在运放理想条件下 : UzR

RUo )

'

'1(

2

1

1. 选用差动放大器或运放构成的放大器代替 T2 管构成的放大器，可以解决零点漂移的问题。

图 9.8 串联反馈式稳压电路

UI

T

R1

R2

RLUo

AV+

- RW

R

UZ

注： R1’ 和 R2’中包含 Rw

为电压串联深度负反馈故称串联稳压

UF

HOMEHOME

2. 采用辅助电源 ( 比较放大部分的电源 ) 。

3. 用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。

4. 调整管采用复合三极管以扩大输出电流的范围。

HOMEHOME

9.2.3 三端集成稳压器

目前，集成稳压器已达百余种，并且成为模拟集成电路的一个重要分支。它具有输出电流大，输出电压高，体积小，安装调试方便，可靠性高等优点，在电子电路中应用十分广泛。 集成稳压器有三端及多端两种外部结构形式。输出电压有可调和固定两种形式：固定式输出电压为标准值，使用时不能再调节；可调式可通过外接元件，在较大范围内调节输出电压。此外，还有输出正电压和输出负电压的集成稳压器。 稳压电源以小功率三端集成稳压器应用最为普遍。常用的型号有 W78×× 系列、 W79×× 系列、 W317 系列、 W337系列。

HOMEHOME

注：型号后 XX 两位数字代表输出电压值

输出额定电压值有如下系列 :

5V 、 9V 、 12V 、 18V 、 24V 等 。

三端集成稳压器

固定式

可调式

正稳压 W78XX

负稳压 W79XX

集成稳压电源的分类

HOMEHOME

2 1

(a) 金属菱形式

1 2 3

(c) 塑料截圆式

12

3

(d) 金属圆壳式

三端集成稳压器的外形

1 2 3(b) 塑料直插式

三端集成稳压器的外型

HOMEHOME

1 端 : 输入端2 端 : 公共端3 端 : 输出端

W7800 系列稳压器外形

12

3

1 端 : 公共端2 端 : 输入端3 端 : 输出端

W7900 系列稳压器外形

12

3

注：金属封装和塑料封装管脚定义不同，使用时一定要先查手册。 HOMEHOME

三端集成稳压器的组成

调整管

保护电路

采样电路

基准电源

启动电路

放大电路

+

– –

+

UI UO

输入端 输出端

三端集成稳压器的组成

HOMEHOME

1. 固定输出三端集成稳压器

输出为固定正压时的接法如图所示。

注意：输入与输出端之间的电压不得低于 3V！

+

_

图 9.10 固定输出稳压器基本应用电路

Co

W78XX

CIUI

+

_

Uo

1 3

2

0.1~1F 1µF

（ 1 ）基本应用电路

HOMEHOME

（ 2）扩展输出电压的应用电路

如果需要高于三端集成稳压器的输出电压，可采用如图9.11 所示的升压电路。

图 9.11 提高输出电压电路

W78xx

U0

UI

IQ

1 2

3C1

0.33uF

C0

0.1uFR1

R2

UXX

HOMEHOME

21

2 )1( RIUR

RU QXXo

XXo UR

RU )1(

1

2

图中三端集成稳压器工作在悬浮状态，稳压电路的输出电压为

若 R1 、 R2 阻值较小，则可忽略 IQ R2 ，于是

图 9.11 所示电路的缺点是：当稳压电路输入电压 Ui

变化时， IQ也发生变化，这将影响稳压电路的稳压

精度，特别是 R2 较大时这种影响更明显。 HOMEHOME

图 9.12 所示电路是用 W78XX 和 μA741 组成的输出电压可调的稳压电路。图中集成运放作为电压跟随器使用，它的电源借助于三端集成稳压器的输入直流电压。

图 9.12 输出电压可调电路

W78xx

AC1

0.33μF

1 2

3

UA

R1

Rp

R2

C0

0.1μFUO

Rp1

Rp2

UXX

UI

HOMEHOME

XXp

o UR

RRRU

1

21max

XXURPR

RPRR

1

21 XXo UR

RPRRU

1

21

由图 9.12 可知

当电位器滑动端在最上端时，可得最大输出电压

当电位器滑动端在最下端时，可得最小输出电压

XXP

Po U

RR

RRRU

1

21min

HOMEHOME

15500

451

21

R

RR

15500

50020

1

21

R

RR

在图 9.12 中，若选用三端集成稳压器 W7815 ，已知 RP=500Ω ，欲使输出电压调节范围为 20~45V ，

求 R1 和 R2 的电阻值。

解： 由上式可得

解得 R1= 400Ω ; R2=300Ω

例 9.5

HOMEHOME

(3) 扩展输出电流的应用电路

扩展输出电流的应用电路如图 9.13 所示。

图 9.13 扩大输出电流电路

W7800

UI

1 2

3

VD

R200Ω

C210μF

C3

25μF

C4

0.1μF

RL UO

VT

C1

0.33μF

UO’

HOMEHOME

图 9.14 恒流源应用电路

恒流源应用电路如图 9.14 所示。

(4) 恒流源应用电路

HOMEHOME

W7800

U0

UI

IQ

1 2

3C1

0.33μF

C2

0.1μF

R

RL

Uxx

图 9.14 恒流源应用电路

HOMEHOME

2. 可调输出的三端集成稳压器 W317W317 （正输出）、（正输出）、 W337W337 （负输出）是近几（负输出）是近几年较新的产品，其最大输入、输出电压差极限为年较新的产品，其最大输入、输出电压差极限为40V40V ，输出电压，输出电压 1.2~35V1.2~35V （或 （或 1.2V ~ 35V 1.2V ~ 35V ）连续）连续可调，输出电流可调，输出电流 0.5~1.5A0.5~1.5A ，最小负载电流为，最小负载电流为 5mA5mA ，，输出端与调整端之间基准电压为输出端与调整端之间基准电压为 1.25V1.25V ，调整端，调整端静态电流为静态电流为 5050µµAA 。其外形及符号如图。其外形及符号如图 9.159.15 所示。所示。

图 9.15 可调输出三端集成稳压器

HOMEHOME

(1) 基本应用电路

图 9.16 W317基本应用线路

HOMEHOME

（ a ）基本应用电路 （ b ）加保护二极管的应用电路

图 9.17 W337的应用电路

HOMEHOME

(2) 显示器慢启动应用电路

图 9.18 显示器慢启动应用电路

HOMEHOME

(3) 电子控制应用电路 图 9.19 所示是用 W317 组成的为 TTL门电路供电的应用电路。图中输出电压的“有”、“无”，可由 A 点输入脉冲的高、低电平来控制。

图 9.19 电子控制应用电路HOMEHOME

串联反馈式稳压电路缺点

损耗 (P=UCE IL) 大电源的效率 ( =Po/Pi=UoIL/UiIi) 较低

为了提高效率，可采用开关型稳压电源。

调整管工作在线性放大区，当负载电流较大时 :

HOMEHOME