模拟电路第10章

1、第第1010章章 直流电源直流电源重点：重点：1. 直流电源的组成及各部分的作用直流电源的组成及各部分的作用;2. 整流电路整流电路; 3. 滤波电路滤波电路;4. 稳压管稳压电路稳压管稳压电路;5. 串联型稳压电路。串联型稳压电路。10.110.1电网电网电压电压电源电源变压器变压器整流整流电路电路滤波滤波电路电路稳压稳压电路电路负载负载（1）电源变压器：交流电压变为符合要求的交流电压；）电源变压器：交流电压变为符合要求的交流电压；（2）整流电路：交流电压变为单向脉动直流（利用）整流电路：交流电压变为单向脉动直流（利用D、 SCR单向导电性）；单向导电性）；（3）滤波电路：减小整流电压的脉动

2、程度，使输出电压）滤波电路：减小整流电压的脉动程度，使输出电压 平滑（低通滤波电路）；平滑（低通滤波电路）；（4）稳压电路：在交流电网电压波动或负载变化时保持）稳压电路：在交流电网电压波动或负载变化时保持 输出直流电压稳定。输出直流电压稳定。直流电源的组成及各部分的作用直流电源的组成及各部分的作用10.210.2整流电路整流电路从交流电源的相数看从交流电源的相数看单相整流电路单相整流电路多相整流电路多相整流电路从整流输出波形看从整流输出波形看半波整流半波整流全波整流全波整流从整流元件看从整流元件看可控整流（可控整流（SCR）不可控整流（不可控整流（D） 为了分析方便，认为整流二极管为了分析方便

3、，认为整流二极管D D为理想二极管，同为理想二极管，同时忽略整流电路中变压器等的内阻。时忽略整流电路中变压器等的内阻。整流电路整流电路10.2.1 单相半波整流电路单相半波整流电路一、电路组成一、电路组成整流变压器整流变压器T , 整流元件整流元件VD，负载负载RL（纯电阻）；（纯电阻）；单相半波整流电路单相半波整流电路二、工作原理二、工作原理tUu sin222 设设tU sin22LRU2222U22U总之，在一个周期内，总之，在一个周期内，RL上的上的电压波形为半波，称之为半波电压波形为半波，称之为半波整流，导通角整流，导通角 = 。L2LooD2RuRuiii 可见，（可见，（1）0D

4、 u（2）2ouu （3）)0( t1. u2的正半周的正半周VD承受正向电压导通承受正向电压导通oitUuiRu sin222oLo )2( t2. u2的负半周的负半周VD承受反向电压截止承受反向电压截止 0oi0o u0oD2 iii可见，（可见，（1）2Duu （2）0o u（3）三、主要参数三、主要参数输出电压平均值就是负输出电压平均值就是负载电阻上电压的平均值。载电阻上电压的平均值。220220oO(AV)45.02)(tdsin21)(d21UUtUtuU 2.负载电流的平均值负载电流的平均值L2LAVOAVO45. 0RURUI ）（）（1.整流输出电压平均值整流输出电压平均值

5、 UO(AV)3. 脉动系数脉动系数SO(AV)O1MUUS S定义：整流输出电压的基波峰值定义：整流输出电压的基波峰值Uo1M与输出电压平与输出电压平 均值均值Uo(AV)之比，即之比，即由于由于uo周期与周期与u2相同，相同，uo的基波角频率与的基波角频率与u2相同（相同（50Hz）。）。通过谐波分析可得通过谐波分析可得57. 12/22/,222201M UUSUU，故故可见，脉动系数很大。可见，脉动系数很大。四、二极管的选择四、二极管的选择一般根据一般根据ID（AV）、URmax来选择二极管的型号。来选择二极管的型号。L2AVOAVD45. 0RUII ）（）（2maxR2UU 对于二

6、极管最大整流平均对于二极管最大整流平均电流电流IF和最高反向工作电和最高反向工作电压压UR均应留均应留10%的余地，的余地，以保证二极管安全工作。以保证二极管安全工作。L2AVOF21 . 11 . 1RUII ）（ 2R21 .1UU 单相半波整流电路简单，用二极管数量少，但是只利单相半波整流电路简单，用二极管数量少，但是只利用交流电压的半个周期，所以输出电压低，交流分量大用交流电压的半个周期，所以输出电压低，交流分量大（即脉动大），效率低。因此，仅适用于整流电流较小，（即脉动大），效率低。因此，仅适用于整流电流较小，对脉动要求不高的场合。对脉动要求不高的场合。注：注：单向桥式整流电路单向桥

7、式整流电路单向桥式整流电路的习惯画法单向桥式整流电路的习惯画法一、单相桥式整流电路的组成一、单相桥式整流电路的组成 在实用电路中，多采在实用电路中，多采用全波整流电路，最常用用全波整流电路，最常用的是单相桥式整流电路。的是单相桥式整流电路。采用四支二极管接成桥式电路，称之为桥式整流电路。采用四支二极管接成桥式电路，称之为桥式整流电路。10.2.2单相桥式整流电路单相桥式整流电路二、工作原理二、工作原理(1) u2 0时，电流由时，电流由 + 流出，流出， 经经VD1、RL、VD3流入流入 - 。(2) u2 uc时，时，VD1、VD3导通，导通，电路一路流经电路一路流经RL，另一路对，另一路对

8、C充电。理想情况下，充电。理想情况下，uc(uo)=u2 , 如曲线如曲线ab段。段。 当当u2上升到峰值后开始上升到峰值后开始下降，下降，C通过通过RL放电，放电，uc,但但uc=u2 , 如曲线如曲线bc段。段。 当当u2下降到一定数值后，下降到一定数值后，uc下降速度小于下降速度小于u2的下降速度，的下降速度，使使u2uc时，时，VD2，VD4正偏导通，正偏导通，u2再次再次对对C充电，充电，uc上升到上升到u2的峰值的峰值后又下降；下降到一定数值时后又下降；下降到一定数值时VD2、VD4截止，截止，C对对RL放电，放电，u2按指数规律下降；放电到一按指数规律下降；放电到一定数值时定数值

9、时VD1、VD3导通，重导通，重复上述过程。复上述过程。 （1）实际）实际uc的波形如的波形如a图所示，阴影部分为整流图所示，阴影部分为整流 电路内阻上压降。电路内阻上压降。（2）C充电时间常数充电时间常数C=（RL/Rin）C 较小，较小，C放电放电时间常数时间常数 =RLC， RLC （RL/Rin）C。因此，滤。因此，滤波效果取决于放电时间常数波效果取决于放电时间常数。愈大，愈大，uo 愈平滑，愈平滑，其平均值愈大，即滤波效果愈好，如其平均值愈大，即滤波效果愈好，如b图示。图示。可见，滤波后的输出电压变得平滑，且平均值提高了。可见，滤波后的输出电压变得平滑，且平均值提高了。（a）（b）注

10、：注：二、输出电压平均值二、输出电压平均值当当RL= =时时,。2O(AV)2UU 当当RLC = =（35)T/2时时, ,。）（2AVO2 . 1 UU )41(2L2O(AV)CRTUU CRTUUULOmaxOminOmax2/ )41(22LOmaxOminOmaxOmaxOminOmaxAVOCRTUUUUUUU ）（1）实际滤波电路中，为满足滤波效果，选择电容满足）实际滤波电路中，为满足滤波效果，选择电容满足 RLC（35)T/2。（3）半波整流电容滤波：）半波整流电容滤波：)21(2L2O(AV)CRTUU 当当RLC（35)T/2时，时，2O(AV)UU 当负载开路时，当负载

11、开路时，2O(AV)2UU （2）考虑电网电压波动）考虑电网电压波动+10%，电容耐压值应大于，电容耐压值应大于 。221 . 1U- -注：注：三、脉动系数三、脉动系数 1414)41(4LLLOmaxOmaxLO(AV)O1M CRTCRTCRTUUCRTUUS则基波峰值为则基波峰值为交流分量的基波峰交流分量的基波峰-峰值为峰值为 ，)(OminOmaxUU OmaxLOminOmax42UCRTUU 四、整流二极管的导通角四、整流二极管的导通角 未加未加C滤波前滤波前 = ，加加C滤波后，只有当滤波后，只有当C充充电时，二极管才导通，因电时，二极管才导通，因此此 (23)IO(AV)。1

12、. 输出特性输出特性当滤波电容选定后，输出电当滤波电容选定后，输出电压平均值压平均值UO（AV）和输出电流和输出电流平均值平均值IO（AV）的关系。的关系。2. 滤波特性滤波特性脉动系数脉动系数S和输出电流平均和输出电流平均值值IO（AV）的关系。的关系。结论：结论：电容滤波电路简单易电容滤波电路简单易行，输出电压平均值高，适行，输出电压平均值高，适用于负载电流小且变化也较用于负载电流小且变化也较小的场合。小的场合。(a)电容滤波电路的输出特性电容滤波电路的输出特性(b)电容滤波电路滤波的特性电容滤波电路滤波的特性五、电容滤波电路的输出特性和滤波特性五、电容滤波电路的输出特性和滤波特性10.3

13、.2倍压整流电路倍压整流电路 倍压整流的目的，一是整流（将交流电转换成直流倍压整流的目的，一是整流（将交流电转换成直流电），二是倍压（在变压器边电压一定时，得到几倍于电），二是倍压（在变压器边电压一定时，得到几倍于变压器副边的电压输出）。变压器副边的电压输出）。一、二倍压整流电路一、二倍压整流电路在理想情况下，在理想情况下，2o22Uu 实现倍压整流的方法，是利用二极管的整流和导引实现倍压整流的方法，是利用二极管的整流和导引作用，将较低的直流电压分别存在多个电容器上，然后作用，将较低的直流电压分别存在多个电容器上，然后将它们按相同极性串联起来，从而获得倍压输出。将它们按相同极性串联起来，从而获

14、得倍压输出。二、多倍压整流电路二、多倍压整流电路+- -+- -22U- -+ +u2+ 222U+ 222U+ 222U+ 222U+ 222U 倍压整流适用于要求输出电压较高、负载电流倍压整流适用于要求输出电压较高、负载电流较小的场合。较小的场合。2622122,2UuuUuCCC 负载接在不同端点，可得任意倍压输出。负载接在不同端点，可得任意倍压输出。结论：结论：10.3.3其它形式的滤波电路其它形式的滤波电路一、电感滤波电路一、电感滤波电路输出电压的交流分量输出电压的交流分量22LLO(AV)LLO(AV)9 . 09 . 0UURRRURRRU 整流输出电压分解整流输出电压分解成，成

15、，UD（AV）和和ud两部分，两部分，如图示。输出电压的平如图示。输出电压的平均值均值dLd2L2Lo)(uLRuRLRu 单相桥式电感滤波电路单相桥式电感滤波电路L愈大，滤波效果愈好；适用于负载电流较大的场合。愈大，滤波效果愈好；适用于负载电流较大的场合。 由于滤波电感电动势的作用，可使二极管的导通由于滤波电感电动势的作用，可使二极管的导通角角 ，减小了二极管的冲击电流，减小了二极管的冲击电流，iD平滑，从而延平滑，从而延长整流二极管的寿命。长整流二极管的寿命。uLR滤滤波波效效果果好好时时当当, 0，oL 二、复式滤波电路二、复式滤波电路1. LC 滤波电路滤波电路 输出直流电压为：输出直

16、流电压为：2O(AV)O(AV)9 . 0 UUU 脉动系数脉动系数 S ：SLCS 21 适用于各种场合。适用于各种场合。复式滤波电路复式滤波电路(a)注：注：2. LC - 型滤波电路型滤波电路复式滤波电路复式滤波电路(b)适用于负载电流较小的场合。适用于负载电流较小的场合。2O(AV)O(AV)2 . 1 UUU 3. RC - 型滤波电路型滤波电路复式滤波电路复式滤波电路(c)O(AV)LLO(AV)URRRU SRRCS )/(1L2 适用于负载电流较小的场合。适用于负载电流较小的场合。2O(AV)O(AV)2 . 1UUU 三、各种滤波电路的比较三、各种滤波电路的比较序号序号 性能

17、性能 类型类型U O（AV）/U2适用场合适用场合整流管的整流管的冲击电流冲击电流和导通角和导通角外特性外特性1电容滤波电容滤波 1.2小电流小电流大大/小小软软2RC - 型滤波型滤波 1.2小电流小电流大大/小小更软更软3LC - 型滤波型滤波 1.2小电流小电流大大/小小软软4电感滤波电感滤波0.9大电流大电流小小/大大硬硬5LC 滤波滤波0.9适应性较强适应性较强小小/大大硬硬10.4稳压管稳压管稳压电路稳压电路开关型开关型稳压电路稳压电路线性线性稳压电路稳压电路常用稳压电路常用稳压电路( (小功率设备小功率设备) )10.5主要讨论主要讨论线性稳压电路。线性稳压电路。电路最简单，但电

18、路最简单，但是带负载能力差，是带负载能力差，一般只提供基准一般只提供基准电压，不作为电电压，不作为电源使用。源使用。效率较高，目效率较高，目前用的也比较前用的也比较多，但因学时多，但因学时有限，这里不有限，这里不做介绍。做介绍。稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路10.4.1电路组成电路组成整流滤波电路输出电压不稳定的主要原因：整流滤波电路输出电压不稳定的主要原因：（1）负载变化；（）负载变化；（2）电网电压波动。）电网电压波动。DZ与与R组成；组成；DZ与与RL并联，工作在反向击穿并联，工作在反向击穿 。R为限流电阻，通过为限流电阻，通过R上电压补偿使输出电压不变。上电压补偿使输出电压不变。

19、)ZmaxZZminIII (即(即10.4.2稳压原理稳压原理IL ODZOIZ)(UUIIUUURR电网电压电网电压 综上所述，在稳压二极管所组成的稳压电路中，利用综上所述，在稳压二极管所组成的稳压电路中，利用稳压管所起的电流调节作用，通过限流电阻稳压管所起的电流调节作用，通过限流电阻R上电压或电流上电压或电流的变化进行补偿，来达到稳压的目的。的变化进行补偿，来达到稳压的目的。(1)当当RL不变，电网不变，电网电压升高时，则电压升高时，则RZUUU O当电网电压降低时，各电量的变化与上述相反。当电网电压降低时，各电量的变化与上述相反。（2）当电网电压不变，）当电网电压不变，RL（IO）时，

20、则）时，则 OZZOOL)(UUIIUUUIIRRRRR可见，可见，IZ补偿补偿IOIR保持不变保持不变UO稳定。稳定。结论：结论：10.4.3性能指标性能指标 稳压电路的稳压性能通常用内阻稳压电路的稳压性能通常用内阻RO和稳压系数和稳压系数Sr两两个主要指标来衡量。个主要指标来衡量。一、稳压系数一、稳压系数Sr Sr定义为负载一定时稳压电路输出电压变化量与定义为负载一定时稳压电路输出电压变化量与输入电压相对变化量之比，即输入电压相对变化量之比，即常数常数常数常数 LLOIIOIIOOr/RRUUUUUUUUSSr表示电网电压波动的影响，表示电网电压波动的影响，Sr愈小，输出电压的变化愈小。愈

21、小，输出电压的变化愈小。二、内阻二、内阻 Ro Ro定义为稳压电路输入电压一定时输出电压变化量定义为稳压电路输入电压一定时输出电压变化量与输入电流变化量之比，即与输入电流变化量之比，即常数常数 IOOoUIURRo表明负载电阻对稳压性能的影响。表明负载电阻对稳压性能的影响。三、稳压管稳压电路的三、稳压管稳压电路的Sr和和Ro1. 稳压系数稳压系数Sr 稳压管稳压电路的交流等效电路如图示，稳压管稳压电路的交流等效电路如图示，rz为稳压管为稳压管的动态电阻。的动态电阻。OIZZOIIOrUUrRrUUUUS )(/ZZZZZIOrRrRrRrRRrUULLL 可见，可见，RSr;而而UO（UZ）确

22、定，）确定，RUISr。因此，因此，R和和UI合理搭配，合理搭配，Sr才能比较小。才能比较小。2. 内阻内阻 Ro)(/ZZZorRrrRR 有的地方常用电压调整率和电流调整率来描述稳压性能。有的地方常用电压调整率和电流调整率来描述稳压性能。（1）电压调整率电压调整率：在额定负载且输入电压产生最大变化：在额定负载且输入电压产生最大变化(10%U2)的条件下，输出电压产生的变化量的条件下，输出电压产生的变化量 UO称为电压调整率。称为电压调整率。（2）电流调整率电流调整率：在输入电压一定且负载电流产生最大变化：在输入电压一定且负载电流产生最大变化的条件下，输出电压产生的的变化量的条件下，输出电压

23、产生的的变化量UO称为电流调整率。称为电流调整率。注：注：10.4.4电路参数的选择电路参数的选择1. 稳压电路输入电压稳压电路输入电压UI的选择的选择 据经验据经验 UI （23）UO2. 稳压管的选择稳压管的选择UZ UOIZMIZ ILmaxILminIZM ILmax+ IZ在选择元件时，应首先知道在选择元件时，应首先知道UO，ILmin和和ILmax(或或RLmin和和RLmax)，及及UI的动态范围（一般为的动态范围（一般为10%变化）。变化）。3. 限流电阻限流电阻R的选择的选择（1）当电网电压最高和负载电流最小时，稳压管）当电网电压最高和负载电流最小时，稳压管IZ 的值最的值最

24、大，此时大，此时 IZ 不应超过允许的最大值，即不应超过允许的最大值，即ZmaxLminZImaxIIRUU 或：或：LminZmaxZImaxminIIUUR （2）当电网电压最低和负载电流最大时，稳压管）当电网电压最低和负载电流最大时，稳压管IZ 的值的值最小，此时最小，此时 IZ 不应低于其允许的最小值，即不应低于其允许的最小值，即ZminLmaxZIminIIRUU 或：或：LmaxZminZIminmaxIIUUR 稳压二极管在使用时稳压二极管在使用时一定要串入限流电阻，不一定要串入限流电阻，不能使它的功耗超过规定值，能使它的功耗超过规定值，否则会造成损坏！否则会造成损坏！（1）R值

25、应同时满足上两式，并选取相近的标称值。值应同时满足上两式，并选取相近的标称值。（2）R选定后，选选定后，选R的容量（即功率），的容量（即功率），结论：结论： 稳压管稳压电路的优点是电路简单，但输出电流稳压管稳压电路的优点是电路简单，但输出电流较小，输出电压不可调节，因此只适用于负载电流较较小，输出电压不可调节，因此只适用于负载电流较小，负载电压不变的场合。小，负载电压不变的场合。RUUP2ZImaxR)()32( 注：注： 在在10.4.1所示的电路中，已知所示的电路中，已知UI 15V，负载电流为负载电流为1020mA；稳压管的稳定电压稳压管的稳定电压UZ6V，最小稳定电流最小稳定电流IZ

26、5A，最大稳定电流最大稳定电流IZM40A ，动态电阻动态电阻rZ15 。（1）求解）求解R的取值范围；的取值范围；（1）LmaxZminZIminmaxIIUUR 360 LminZmaxZImaxminIIUUR 180 （2）14. 0OIZZr UUrRrSZZo/rRrR 15 （3） 在允许范围内在允许范围内R的取值应当偏大些。的取值应当偏大些。（2）若）若R250 ，则稳压系数和输出电阻各为多少？则稳压系数和输出电阻各为多少？（3）为使稳压性能好一些，）为使稳压性能好一些，R的值是大还是小些，为什么？的值是大还是小些，为什么？例例1解解：10.510.5.1串联型稳压电路的工作原

27、理串联型稳压电路的工作原理一、基本调整管电路一、基本调整管电路1. 稳压原理稳压原理 OEBEBBEZBEOLi)()()()()(UIIUUUUUUURU不不变变或或当当串联型稳压电路串联型稳压电路2. 输出电流和输出电压输出电流和输出电压根据稳压电路得：根据稳压电路得：BEZOZminZmaxLmax)(1(UUUIII 可见，要使调整管起调整作用，必须使之工作在放可见，要使调整管起调整作用，必须使之工作在放大状态。由于调整管与负载串联，称为串联型稳压电源。大状态。由于调整管与负载串联，称为串联型稳压电源。由于调整管工作在线性区，称为线性稳压电源。由于调整管工作在线性区，称为线性稳压电源。

28、 反之，变化过程与上述过程相反。反之，变化过程与上述过程相反。 可见，晶体管的调节作用使可见，晶体管的调节作用使UO稳定稳定，所以称晶体，所以称晶体管为调整管。管为调整管。ZmaxZmaxBmaxBZ-III,II 所所以以二、具有放大环节的串联型稳压电路二、具有放大环节的串联型稳压电路 基本调整管稳压电路输出电压仍不可调节，且基本调整管稳压电路输出电压仍不可调节，且输出电压将因输出电压将因UBE的变化而变化，稳定性较差。的变化而变化，稳定性较差。1. 电路的构成电路的构成 图示具有放大图示具有放大环节的串联型稳压环节的串联型稳压电路，电路引入了电路，电路引入了深度电压串联负反深度电压串联负反

29、馈。馈。调整管调整管取样电阻取样电阻：是电路的核：是电路的核心，心，UCE随随UI和负载和负载产生变化以稳定产生变化以稳定UO。比较放大比较放大基准电压基准电压：是：是UO的的参考电压。参考电压。： 对对UO 的取样，与基准电压共同决定的取样，与基准电压共同决定UO 。：将：将UO 的取样电压与基准电压比较后放大，决定的取样电压与基准电压比较后放大，决定电路的稳压性能。电路的稳压性能。2. 稳压原理稳压原理具有放大环节的串联型稳压电路具有放大环节的串联型稳压电路UI UO UN UB UBE IC UCEUO 当由于某种原因（如当由于某种原因（如电网电压波动或电网电压波动或RL变化）使变化）使

30、UO时，则时，则可见，靠深度电压负反馈来稳定输出电压。可见，靠深度电压负反馈来稳定输出电压。UO=UI-UCE3. 输出电压的可调范围输出电压的可调范围O32132NZPNURRRRRUUUU 当当 R2 的滑动端调至最上端时，的滑动端调至最上端时，UO 为最小值为最小值Z32321OURRRRRU Z32321OminURRRRRU 串联型直流稳压电路串联型直流稳压电路2220RR,R 当当 R2 的滑动端调至最下端时，的滑动端调至最下端时， ，0222 R,RRZ3321OmaxURRRRU UO 为最大为最大值，值， 。4. 调整管的选择调整管的选择 调整管一般为大功率管，选用原则与功率

31、放大电路调整管一般为大功率管，选用原则与功率放大电路中功率管相同，主要考虑极限参数中功率管相同，主要考虑极限参数ICM、U（BR）CEO、PCM。不同的是还要考虑不同的是还要考虑uI受电网波动的影响，以及受电网波动的影响，以及UO的调节的调节与负载电流变化产生的影响。与负载电流变化产生的影响。（1）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流 ICM （2）集电极和发射极之间的最大允许电压）集电极和发射极之间的最大允许电压 U(BR)CEO（3）集电极最大允许耗散功率）集电极最大允许耗散功率 PCMLmaxCMII OminIOminImax(BR)CEO11UU.UUU LmaxOminILmax

32、OminImaxCM)11()(IUU.IUUP 实际中，不但要考虑一定的余量，还应按手册规定采取实际中，不但要考虑一定的余量，还应按手册规定采取散热措施。散热措施。三、串联型稳压电路的方框图三、串联型稳压电路的方框图 实用的串联型稳压电路至少包括调整管、基准电压电实用的串联型稳压电路至少包括调整管、基准电压电路、取样电路、比较放大电路四个部分组成。此外为使电路、取样电路、比较放大电路四个部分组成。此外为使电路安全工作，还常在电路中加保护电路。路安全工作，还常在电路中加保护电路。串联型稳压电路的方框图串联型稳压电路的方框图T1调整管调整管R3 、T2比较放大比较放大R1 、 RW 、R2采样电

33、阻采样电阻R 、UZ基准电压基准电压分立元件组成的串联式稳压电源分立元件组成的串联式稳压电源R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2)(BE2Z2W2W121OUURRRRRU 10.5.2集成稳压器中的基准电压电路和保护电路集成稳压器中的基准电压电路和保护电路一、基准电压电路一、基准电压电路串联型稳压电路的输出电压取决于基准电压。要求基串联型稳压电路的输出电压取决于基准电压。要求基准电压应具有温度系数为零，输出电阻小，噪声低。准电压应具有温度系数为零，输出电阻小，噪声低。1. 稳压管基准电压电路稳压管基准电压电路稳压管具有正温度系数，而稳压管具有正温度系数，而晶体

34、管具有负温度系数。能晶体管具有负温度系数。能进行温度补偿。进行温度补偿。电路采用射极输出形式，引入电路采用射极输出形式，引入电压负反馈，称齐纳基准源。电压负反馈，称齐纳基准源。ZBE2REFUUU 稳压管基准稳压电路稳压管基准稳压电路零温度系数基准电压源电路零温度系数基准电压源电路基准电压：基准电压：UREF=IER2+mUBE 在在m、n、稳压管的稳压管的UZ和二和二极管的极管的UBE的温度系数确定的温度系数确定的情况下，只要的情况下，只要R1和和R2按要按要求选定，基准电压温度系数求选定，基准电压温度系数则为零。则为零。零温度系数基准电压源零温度系数基准电压源电路及等效电路电路及等效电路2

35、.能隙基准电压电路能隙基准电压电路22BE3REFRIUU )ln(213T3IIRUI UREF UgoUgo为硅材料在为硅材料在0K K时外推禁时外推禁带宽度的电压值带宽度的电压值,基准电压基准电压与温度无关，从而获得很好与温度无关，从而获得很好的稳定性。的稳定性。)ln()ln()ln(1232Tgo1232TBE32132TBE3REFRRRRUTURRRRUUIIRRUUU UBE3具有较高的负温度系数具有较高的负温度系数I2R2具有正温度系数的电压具有正温度系数的电压二、保护电路二、保护电路R0 很小，约为很小，约为 1 。负载电流超过某一值后，负载电流超过某一值后，T2 导通，导

36、通，限制限制 T1 中的电流，保护调整管。中的电流，保护调整管。保护电路的输出特性如保护电路的输出特性如C图所示。图所示。1. 过流保护电路过流保护电路在集成稳压器电路内部有各种保护在集成稳压器电路内部有各种保护电路，如过流保护、短路保护、调电路，如过流保护、短路保护、调整管安全区保护、芯片过热保护。整管安全区保护、芯片过热保护。(不适应于大功率电路不适应于大功率电路)（1）限流型过流保护电路）限流型过流保护电路 过流时，使调整管发射电流过流时，使调整管发射电流限制在某一数值的电路。限制在某一数值的电路。（2）截流型过流保护电路）截流型过流保护电路T1为调整管，为调整管，R0为取样电阻，它与为

37、取样电阻，它与T2 、 R1和和R2构成保护电路。构成保护电路。保护原理：保护原理： 过流时，使调整管发射电流迅过流时，使调整管发射电流迅速减小到较小数值的电路。速减小到较小数值的电路。OOAAURIU OOOO212OBBE2)(UURIRRRUUUA212BURRRU 可见，可见，IOUBE2。当。当UBE2Uon，T2导通，对导通，对T1的基极分流，的基极分流，使使IOUO；此时；此时UO的幅度大于的幅度大于UB的幅度，使的幅度，使T2的电的电流进一步增大，流进一步增大，T1的电流进一步减小，最终达到较小值，的电流进一步减小，最终达到较小值，如如(c)图。图。令令UO=0，并代入，并代入

38、UBE2式中，得输出电流的最小值为式中，得输出电流的最小值为)(212OonORRRkkRUI 2. 调整管的安全工作区保护电路调整管的安全工作区保护电路 T16、T17组成复管为调整管，由组成复管为调整管，由R13、DZ2、R11、R12、R21、T15组成保护电路，正常工作时，组成保护电路，正常工作时，DZ2和和T15截止。截止。11O12BE15BE1712211212RIUUURRRURR 当过载时，当过载时，UBE15Uon , T15导通，对调整管的基极分导通，对调整管的基极分流，实现过流保护。若流，实现过流保护。若UI与与UO间电压（调整管压降）超间电压（调整管压降）超过允许值，

39、过允许值，DZ2击穿，使击穿，使T15基极电流骤增而饱和，基极电流骤增而饱和，I9大部大部分流过分流过T15，使，使T17接近截止区，使功耗降到较小值。接近截止区，使功耗降到较小值。调整管的安全工作区保护电路调整管的安全工作区保护电路 可见，过压保护电路最终限制了调整管的功耗，使其可见，过压保护电路最终限制了调整管的功耗，使其调整管工作在安全区。调整管工作在安全区。 BE15R11OonBE15UUI,UU且且3. 芯片过热保护电路芯片过热保护电路 DZ1具有正温度系数，晶体管具有正温度系数，晶体管b-e间电压具有负温度系间电压具有负温度系数。芯片未过热时，数。芯片未过热时，T14截止。芯片截

40、止。芯片,UU，UUCTO )BE12Z1BE12Z1即即( ()(BE12Z1767RBE47UURRRUU T14 b-e间的开启电压间的开启电压Uon却减小。却减小。当芯片温度上升到一当芯片温度上升到一定值（定值（150c175c）时，）时，T14导通，对调整管的基极分流，导通，对调整管的基极分流，IoPCM芯片温度被限制在一定数值之下。芯片温度被限制在一定数值之下。 T16、T17组成复合管为组成复合管为调整；调整；T14、R7为测温元为测温元件，它们与件，它们与R1、 、DZ1组成芯片过热保护电路。组成芯片过热保护电路。6R 10.5.3 集成稳压器电路集成稳压器电路 从外形上看，集

41、成串联型稳压电路有三个引脚，从外形上看，集成串联型稳压电路有三个引脚，分别为输入端、输出端和公共端，因而称为三端稳分别为输入端、输出端和公共端，因而称为三端稳压器。压器。固定式稳压电路：固定式稳压电路：W78XX、W79XX。可调式稳压电路：可调式稳压电路：W117、W217、W317。一、一、W7800三端稳压器三端稳压器输出电压有七个等级：输出电压有七个等级：5V、6V、9V、12V、15V、18V和和24V。如如W7805 ，输出输出+5V；W7809 ，输出输出+9V输出电流有三个等级：输出电流有三个等级：1.5A、0.5A（M）和和0.1A（L）。）。如如W7805 ，输出输出+5V

42、；最大输出电流为最大输出电流为1.5A；W78M05 ，输出输出+5V；最大输出电流为最大输出电流为0.5A；W78L05 ，输出输出+5V；最大输出电流为最大输出电流为0.1A。W79XX系列系列 稳定负电压稳定负电压1. 输出电压和输出电流输出电压和输出电流恒流源恒流源基准电压电路基准电压电路调整电路调整电路比较放大比较放大减流保护减流保护过热保护过热保护启动电路启动电路取取样样电电路路R4T1T4T2T3T5DZ1DZ2R3R2R1VREFT14T13D2D1R5R7R6T6T7T8T9T12T10T11R8R9R10R11R12R13R14R15DZ3DZ4VFVOVI123IO2.

43、电路原理图分析电路原理图分析（2）三端集成稳压器的组成）三端集成稳压器的组成W7800的原理框图的原理框图3.主要参数主要参数参数名称参数名称符号符号单位单位参参 型号型号数数值值7805780678097812781578187824输入电压输入电压UIV10111419232733输出电压输出电压UOV56912151824电压调整率电压调整率SU%/V0.00760.00860.010.0080.00660.010.011电流调整率电流调整率SImV40434552525560最小压差最小压差UI -UOV2222222输出噪声输出噪声UNV10101010101010输出电阻输出电阻Rom 17171818191920峰值电流峰值电流IOMA2.22.22.22.22.22.22.2输出温漂输出温漂STmV/ C1.01.01.21.51.82.4输入端和输出端之间的电压允许值为输入端和输出端之间的电压允许值为313V。1.原理框图原理框图2.主要参数主要参数W117W117为可调式三端集为可调式三端集成稳压器成稳压器二、二、W117三端集成稳压器三端集成稳压器REF12O)1 (U