三端固定稳压器原理与应用.doc

三端固定稳压器原理与应用 三端固定输出稳压器是将功率调整管、误差放大器、取样电路、保护电路等元器件做在一块芯片内，构成一个由不稳定输入端、稳定输出端和公共接地端的三脚集成电路，由于这种稳压集成电路（以下简称稳压IC）只有三个引脚，使用安装方便，保护功能完善，现市场价格十分低廉，在电子制作、物理实验、家用电器中，可以代替早期的分立元件稳压电路，制作实用电源和维修替换各类常用的稳压电源，应用相当广泛。一、 主要参数：三端固定稳压IC有正输出和负输出两种类型，正输出稳压IC有W78xx系列，W78Mxx系列，W78Lxx系列，负输出稳压IC有W79xx系列、W79Mxx系列、W79Lxx系列，最常用的是正输出大电流的W78xx系列。xx表示稳压值，例如：W7806表示稳定输出电压为6V，W7812表示稳定输出电压为12V。它们的主要参数如附表所示。附表：78、79系列稳压IC主要参数参数类型型号最大输出电流峰值输出电流固定输出电压最高输入电压最低输入电压备注78系列正输出W78xx1.5A3.5A5v.6v8v.9v12v.15v18v.24v35VU0+2V(U015V时)功耗超过1W需加散热片，随功耗的增加，散热片的面积、厚度相应增大.W78Mxx0.5A1.5AW78Lxx0.1A0.2A79系列负输出W79xx1.5A3.5A5v. 6v8v. 9v12v.15v18v.24v35VU0+（2V）(|U0|15V时)W79Mxx0.5A1.5AW79Lxx0.1A0.2A二、工作原理：以78xx系列稳压IC为例（其他稳压IC原理大同小异）简述其工作原理。它是一种串联调整式稳压器，原理方框图如图（1），它与一般分立元件组成的稳压器的电路结构、工作原理（原理方框图如图（2）是十分相似的，不同的是增加了启动电路，恒流源以及各种保护电路（相同部分本文不再叙述）。下面简述增加部分的原理、作用。 电源接通后，启动电路工作，为恒流源、基准电压、比较放大电路建立工作点（当正常工作后启动电路不起作用）。恒流源的设置，为基准电压和比较放大电路提供了稳定的工作条件，使其不受输入电压的影响，保证稳压IC能在较大的电压变化范围内正常工作。短路、过流保护电路是由RA与内电路组成、当输出电流超过额定值时，流过RA的电流所产生的压降将超过0.6 V，内部相关电路导通工作，使调整管基极电流减小，从而使输出电流减小。过热保护电路是由芯片内具有正温度系数的扩散电阻和具有负温度系数的PN结构成，当温度较低时不影响调整管工作，当芯片温度超过临界值时，相关电路工作，控制调整管基极，使输出电流减小，芯片功耗降低，温度降低，达到过热保护之目的。安全工作区保护电路是把调整管的c.e极管压降设置在7V左右，当输入电压高于输出电压过多时，相关电路工作从而限制调整管的工作电流，保证它处于安全工作区。RB的设置是使稳压IC有合适的静态电流，保证各功能电路在输出空载时也能正常工作。三、应用及注意事项1、恒压输出电路： 78xx系列和79xx系列稳压器最基本的应用如图（3），其中（a）为正输出，（b）为负输出，（c）为含降压、整流、滤波电路在内的完整的稳压电路，输出电压为6V，最大输出电流1.5A,可满足学生实验及6V供电的收录机用。 2、恒流输出电路： 在许多场合要用恒流电源，用稳压IC制作的恒流源性能稳定可靠。在稳压IC的输出端与公共端间接一电阻R，当R的值选定之后，电流的值I=U0/R就恒定不变。图（4）是用稳压IC制作的镍镉电池充电器，无论充电电池是一节还是多节串联，其充电电流均保持I=5V/50=0.1A不变。 3、升压电路与降压电路当实际需要的电压不恰好等于固定输出电压时，可采用提高公共脚电压的办法以升高输出电压或在输出端串联二极管的办法以降低输出电压。图（5）为升压电路，（a）中公共脚不接地，而是接R1、R2 的分压点，V0由R1、R2 的比值决定，在实际应用中，R1、R2可以是5K10K电位器被中心抽头所分割的值，这样输出电压可630V连续可调。（b）是用硅二极管的正向压降（小电流时约为0.6V）抬高公共端电位以提高输出电压。当升压值较大时，可用合适的稳压管接在公共端。图（6）为降压电路，用三个整流二极管的正向压降可使W7805稳压块获得3V稳压输出。4、扩流电路：当稳压电源需要大于1.5A的输出电流时，可用外加大功率管扩流的办法来解决，如图（7）.(a)所示。由于大功率管be结有0.7V的压降，所以在稳压器的公共端接二极管D被提高0.7V，这样就不影响12V输出电压。图（7）.(b).是采用两块稳压IC并联扩流。二极管D1、D2是起隔离作用，防止稳压IC内部性能不完全一样而发生电流倒灌现象，二极管D3是提高0.7V，以弥补D1、D2的降压，保证输出电压U0稳定在额定值上。5、使用注意事项： （1）不同类型的稳压IC管脚排列不同，既是同种类型例如W78xx系列也有塑封和金封形式，所以使用前一定要了解它的管脚排列，以防接错损坏。最常用的78xx系列稳压IC管脚排列如图（8），（a）为金属封装，（b）为塑封。（2）一般要求稳压IC的输入输出压差|Ui-U0|不小于2V，压差过小，稳压IC起不到稳压作用，压差过大，稳压IC本身消耗的功率增大。实际运用中，一般选择|Ui-U0|=2.5V4V，并加装合适的散热片。所需散热片的面积与计算大功率管散热片的方法相似。实际工作中的稳压IC，散热片温度以不小于70（有点烫手，但能摸得住）为较好。（3）因稳压IC内部放大级数多，增益高，在分布电容、电感作用下，易产生高频振荡，影响工作