电工电子应用技术 稳压电路教案

单元十二直流电源（教案）

12.2稳压电路

章节12.2.1稳压管稳压电路学时

2学时

名称12.2.2串联型稳压电路安排

12.2.3集成稳压电源

教学了解掌握稳压电路结构组成及工作原理。

目标了解掌握串联型稳压电路、集成稳压电路工作原理。

重占

串联型稳压电路、集成稳压电路工作原理。

难点

参考1.《电子技术》，吕国泰主编，北京：高等教育出版社，第2版2001年

资料

2.

1.考核与评定要坚持结果评价和过程评价相结合，定量评价和定性评价相

结合，教师评价和学生自评、互评相结合，使考核与评价有利于激发学生

的学习热情，促进学生的发展。

考核

2.考核与评定要根据本课程的特点，改革单一考木亥方式，不仅关注学生对

与评价

知识的理解、技能的掌握和能力的提高，还要重视规范操作、安全文明生

产等职业素质的形成，以及节约能源、节省原材料与爰护工具设备、保护

环境等意识与观念的树立。

备注（正文）

注：表格内黑体字格式为（黑体，小四号，1.25倍行距，居中）

12.2稳压电路

【教学过程】

组织教学：

1.检查出勤情况。

2.检查学生教材，习题册是否符合要求。

3.宣布上课。

引入新课：

1.集成稳压电源，或称为集成稳压器，就是把稳压电路中的大部分元件或全

部元件制作在一片上而成为集成稳压块，就是一个完整的稳压电路。

2.通过实物演示及列举实例，让学生了解桥式整流电路的原理及应用，从而

激发他们的学习兴趣。

讲授新课：

12.2稳压电路

（讲解）

12.2.1稳压管稳压电路

1.稳压电路：

稳压电路的作用：当交流电源电压波动、负载或温度变化时，维持输出直流

电压稳定。

常用稳压电路有：一种是用稳压二极管组成的并联稳压电路，另一种是串联

型稳压电路。

2.稳压管稳压电路

⑴稳压电路组成

稳压电路由限流电阻R和稳压二极管Dz组成。

⑵并联型稳压电路组成

并联型稳压电路是最简单的一种稳压电路，这种电路主要用于对稳压要求不

（讲解）

高的场合，有时也作为基准电压源。稳压电路由限流电阻和稳压二极管组

RDz观看PPT：电

成，二者配合起稳压电源。稳压电路按在整流滤波电路之后，整流滤波电路的直容滤波电路）

流输出电压是稳压电路稳压后输出电压Uoo

（提问：按桥

式整流滤波

电路工作原

理算出输入

稳压管稳压电路与输出电压

⑶稳压电路工作原理之间的关系

请举列出）

引起电压不稳定的原因是交流电源电压的波动和负载电流的变化。设负载RL

不变，Ui因交流电源电压增加而增加，则负载电压U。也要增加，稳压管的电流

Iz急剧增大，因此电阻R上的压降急剧增加，这就抵消了Ui的增加，从而使负载

电压U。保持近似不变。当Ui因交流电源电压降低而降低时，稳压过程与上述过

程相反。

如果保持电源电压不变，负载电流I。增大时，电阻R上的压降也增大，负教

电压U。因而下降，稳压管电流Iz急剧减小，从而补偿了I。的增加，使得通过电

阻R的电流和电阻上的压降保持近似不变，因此负载电压U。也就近似稳定不变。

当负载电流减小时，稳压过程相反。

⑷稳压管作用及选择

可见，在这种稳压电路中，起自动调节作用的主要是稳压管Dz,当输出电压

Uo有较小变化时，将引起稳压管电流Iz较大的变化，通过R起到补偿作用，从

而保持输出电压U。基本上保持稳定。这种稳压电路的优点是元件少，电路简单，

缺点是受稳压管最大稳定电流的限制，负载取用不能太大，二是输出电压不可调

节，并且电压的稳定度也不够高。因此，它适用于负载电流较小，稳定度要求不

IH1的场合。

选择稳压管时，一般取：

Uz=U,

，Zmax=（L5~3），omax

5=（2〜3"。

12.2.1串联型稳压电路（观看PPT：电

⑴串联反馈型稳压电路组成感滤波电路）

串联反馈型稳压电路的一般结构图，它是由取样环节、基准环节、比较放大

环节和调整环节组成。这种稳压电路的主回路是工作于线性状态的调整管VT1与

负载串联，故称为串联型稳压电路。输出电压的变化量由反馈网络取样经放大

器放大后去控制调整管VT1的c-e极间的电压降，从而达到稳定输出电压U。的

目的。稳压原理可简述如下：当输入电压Uin增力口（或负载电流I。减小）时，导致输

出电压Uoui增加，随之反馈电压UiuUouiRzARi+RzXFuUoui也增加（Fu为反馈系

数）。UF与基准电压UREF相比较，其差值电压经比较放大器放大后使UB和Ic减

小，调整管V的c-e极间的电压UCE增大，使Uw下降，从而维持Uw基本恒定。

串联型稳压电路的一般结构

同理，当输入电压Uin减小（或负载电流I。增加）时，也能使输出电压基本

保持不变。从反馈放大器的角度来看，这种电路属于电压串联负反馈电路。调整

管V连接成射极跟随器，因而可得

UB=A（UREF-FUUO）*U。或0。=

1+AJu

式中A”是比较放大器的电压放大倍数，是考虑了所带负载的影响，与开环放

大倍数Au。不同。在深度负反馈条件下，|1+儿6|>>1时，

可得：化二磬

上式表明，输出电压U。与基准电压UREF近似成正比，与反馈系数”成反比。

当UREF及Fu已定时，U。也就确定了。因此它是设计稳压电路的基本关系式。值

得注意的是，调整管VT1的调整作用是依靠Fu和UREF之间的偏差来实现的，必

须有偏差才能调整。如果U。绝对不变，调整管的UCE也绝对不变，那么电路也就

不能起调整作用了。所以U。不可能达到绝对稳定，只能是基本稳定。因此，图

13-2-2所示的系统是一个闭环有差调整系统。

由以上分析可知，当反馈越深时，调整作用越强，输出电压U。也越稳定，电

路的稳压系数和输出电阻R。也越小。

分立元件组成的稳压电源电路如图12-2-3所示，该电路就是典型的串联稳压

电源，其中变压器用于将220V电压降成需要的电压后，经过桥式整流和滤波，

将交流电变成直流电并滤去纹波，经过简单的串联稳压电路，输出端得到稳定的

直流电压。

12.2.3集成稳压电源

⑴集成稳压电路分类：

按工作方式可分为线性串联型和开关串联型，按输出方式可分为固定式和调

节式，按结构可分为三端式和多端式。

⑵三端集成稳压电路组成

三端集成稳压电路的外部只有三个端子：输入、输出和公共端。在三端稳压

电源芯片内有过流、过热及短路保犷电路。该种芯片具有使用安全可靠，接线简

单，维护方便、价格低廉等优点，当前已被广泛采用。

三端固定集成稳压电路的输出电压是固定的，常用的是CW7800/CW7900系

列。W7800系列输出正电压，其输出电压有5、6、7、8、9、10、12、15、18、

20和24V共11个档次。该系列的输出电流分5档，7800系列是1.5A,78M00

是0.5A,78L00和是().1A,78T()()是3A,78H()0是5A。W7900系歹U与W7800

系列所不同的是输出电压为负值。

三端稳压器的工作原理与前述串联反馈式稳压电源的工作原理基本相同，由

采样、基准、放大和调整等单元组成。集成稳压器只有三个引出端子：输入、输

出和公共端。输入端接整流滤波电路，输出端接负载；公共端接输入、输出的公

共连接点。为使它工作稳定，在输入和输出端与公共端之间并接一个电容。使用

三端稳压器时注意一定要加散热器，否则是不能工作到额定电流。

图12-2-4为三端式集成稳压电路的典型应用接线图。正常工作时，输入、输

出电压差2〜3V。电容C1用来实现频率补偿，C2用来抑制稳压电路的自激振荡,

C1一般为0.33gF,C2一般为IpFo

2——oOW79XX

++1+

C,

一GU。U,-一Uo

-------------O0-------------------------------------------------------0

132--

引脚说明：78系列I®2-Uo3-GND79系列1・GND2-uo3-Ui

图12-2-4三端稳压器外形及典型应用电路

三端可调输出电压集成稳压器是在三端固定式集成稳压器基础上发展起来的

生产量大应用面广的产品，它也有正电压输出LM117、LM217和LM317系列、

负电压输出LM137、LM237和LM337系列两种类型，它既保留了三端稳压器的

简单结构形式，又克服了固定式输出电压不可调的缺点，从内部电路设计上及集

成化工艺方面采用了先进的技术，性能指标比三端固定稳压器的高一个数量级，

输出电压在1.25~37V范围内连续可调。稳压精度高、价格便宜，称为第二代三端

式稳压器。

LM317是三端可调稳压器的一种，它具有输出1.5A电流的能力，典型应用

电路见图12-2-5所示。该电路的输出电压范围为1.25~37V。输出电压的近似表达

式是

+(12-2-4)

其中VREF=1.25VO如果RI=240Q,R2=2.4kQ,则输出电压近似为13.75V。

LM31

Vi1匕

INOU

ADJI

100pF

Ri240

lOOpF

R＞电压调节

图12-2-5三端可调稳压器的典型耳路

前述三端稳压器的缺点是输入输出之间必须维持2~3V的电压差才能正常工

作，在电池供电的装置中不能使用，例如，7805在输出1.5A时自身的功耗达到

4.5W,不仅浪费能源还需要散热器散热。

【教学方法】

课堂教学采用板书和多媒体教学手段相结合的方法，其多媒体使用率在60%

以二。并辅助之以课堂讨论、习题分析以及实验教学。用于基本概念、理论、方

法及应用的课堂讲授约占总学时的70%的时间。习题课、实验操作约占总学时的

30%的时间。本课程安排的实验课，以便学生掌握基本实验技能。

1.在开始阅读某一章教材之前