10-5串联稳压电路.ppt

1、1,10.5.1 串联型稳压电路的组成结构 10.5.2 串联型稳压电路的参数分析 10.5.3 提高稳压电路性能的措施 10.5.4 集成稳压器电路分析 10.5.5 三端集成稳压器的应用,本节内容,2,串联型稳压电路通常由调整元件、基准电压、取样网络、比较放大环节以及过载保护、辅助电源等环节构成。从稳压电路的主回路来看，起调整电压作用的半导体三极管与负载相互串联，故把这种电路称为串联型稳压电路。,10.5.1 串联型稳压电路的组成结构,1.串联型稳压电路的组成：,串联型稳压电路组成如上图所示，作为稳压电路的核心部件，调整元件一般选用低频大功率管，并以射极输出器的形式组成电路，把负载电阻作为

2、射极电阻，以整流滤波后的输出电压为电源，工作点设定于放大区。取样网络由电阻R1、R2分压构成，其阻值选择以尽可能不影响负载流过的电流为准，同时使取样电压与比较放大电路尽量无关。电路的基准电压通常由稳压管提供，比较放大电路的形式是单管放大、差动放大或采用集成运放。,4, 调整管：在比较放大器的输出电压的控制下，改变其管降UCE的值，以使UO稳定，通常由功率管构成，必须确保调整管工作于线性放大区，满足：,(2)基准电压：稳压管D提供，接至运放A的同相输入端，R1为限流电阻。,(1)取样电路：由电阻R1，RW，R2组成分压器，它取出部分输出电压接至比较放大器的反相输入端。,2. 工作原理,(3)比较

3、放大器：运放或差分放大器组成，它将采样电压UB2与基准电压UZ的差值放大，其输出送至调整管的基极。,电路的基准电压由稳压管D提供，取样电压和稳压管电压进行比较，其差值由放大环节T2进行放大，由放大的差值信号对调整管T1进行负反馈控制，使T1的管压降UCE做相应的变化，在发射极产生与原输入电压的变化相反极性的电压，该电压与Ui的变化相抵消，从而实现稳定输出电压,6,1.输出电压UO及其可调节范围,10.5.2 串联型稳压电路的参数分析,分压关系有：,7,8,由于调整管承担了全部的负载电流，因此，调整管的选择一般是低频大功率管，同时还必须考虑以下几项指标：,2. 对调整管的考虑,9,10,10.5

4、.3 提高稳压电路性能的措施,1、提高输出电压的稳定度：,有多种方法可以实现，如对电路的比较放大环节用辅助电源供电，由此克服输入电压波动对比较环节的影响，提高电路的稳定性。,11,稳压电路的任务是向电路提供稳定的直流电，因此，它的工作电流比较大，温度不可避免的影响电路的性能。对此，比较部分可以采用差动放大电路或集成运放.,2、提高对温度的稳定性,12,集成稳压器是指将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压的集成电路。由于集成稳压器具有稳压精度高、工作稳定可靠、外围电路简单、体积小、重量轻等显箸优点，在各种电源电路中得到了普遍的应用。,10.5.4 集成稳压器电路分析,13,目前常用的是能够输出正或

5、负电压的三端集成稳压器，由于它只有输入、输出和公共端，故称为三端稳压器，三端式稳压器由启动电路、基准电压电路、取样放大电路、调整电路和保护电路组成，下面结合内部电路对各部分作简单介绍。,1.外形图,14,2. 三端集成稳压器内部结构,15,（1）启动电路 启动电路用来给集成稳压器中的恒流源提供工作电流，使之建立整个集成电路各部分所需要的工作电压。启动电路由T1、T2、DZ1构成，当输入电压U1高于稳压管DZ1的稳定电压时，电流流过T1、T2使T3的基极电位上升而导通，同时恒流源T4、T5工作，T4的集电极电流通过DZ2建立起正常工作电压，当DZ2到达DZ1的稳压值时，整个电路进入正常工作状态，

6、电路启动完毕；同时，T2因发射结电压为零而截止，切断启动电路与放大电路的联系，由此保证T2左边的纹波与噪声不影响到基准电压源。 （2）基准电压电路 基准电压电路由T4、DZ2、T3、R1、R2、R3及D1、D2组成，电路中的基准电压为：,16,式中UZ2为DZ2的稳定电压，UBE为T3、D1、D2发射结的正向电压值。如果使用具有正温度系数的R1、R2、R3、DZ2与具有负温度系数的T3、D1、D2发射结相互补偿，可以使基准电压UREF基本不受温度变化，同时，对稳压管DZ2采用恒流源供电，可以保证基准电压不受输入电压纹波的影响。,（3）取样比较放大电路与调整电路 本部分电路由T4T11组成，其中

7、T10、T11组成复合调整管，电阻R12、R13组成取样电路，T7、T8和T6组成带恒流源的差分放大电路，T4、T5组成的电流源作为有源负载。,17,（4）保护电路 减流式保护电路：主要作用是保护调整管工作于安全区内，它由T12、R11、R14、R15、DZ3、DZ4组成，当电路正常工作时，输出电流为额定值，流过R11的电流使该电阻两端电压小于0.6伏，晶体管T12截止；当出现异常如输出短路时，输出电流急剧增加，电流超过额定值使R11两端电压超过0.6伏，则T12导通，从而减小T10的基极电流达到限制输出电流的目的。这种保护称为减流式保护。 过热保护电路：由DZ2、T3、T13、T14组成，在

8、电路正常工作时，R3上的压降有0.4伏左右，T13、T14截止，这部分对电路工作无任何影响；当温度上升超越极限时，R3压降随温度升高而增加，晶体管T14发射结电压下降，T14导通后T13也随之而导通，调整管T10的基极电流被T13分流，输出电流下降，从而实现过热保护。,18,常用的集成稳压器有：金属圆形封装、金属菱形封装、塑料封装、带散热板塑封、扁平式封装、双列直插式封装等。在电子制用中应用较多的是三端固定输出稳压器。 集成稳压器可分为串联调整式、并联调整式和开关式稳压器三大类。,常见的三端固定输出正电压的集成稳压器可分输出固定和输出可调的两类，它们是： 1. 三端固定输出正电压的集成稳压器

9、W78XX系列 2. 三端固定输出负电压的集成稳压器 W79XX系列 3. 三端电压可调正电压集成稳压器 W317，W117 4. 三端电压可调负电压集成稳压器 W337，W137,19,78xx系列集成稳压器的典型应用电路如图10.25所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。 值得注意的是，当输出电较大时，7805应配上散热板以免造成过热损坏。,10.5.5 三端集成稳压器的应用,1.输出正5V的集成稳压电路：,20,78xx系列输出的电压值是固定不变的，有时候要更高的输出电压，为此提供提高输出电压的

10、应用电路。稳压二极管D1串接在78xx稳压器2脚与地之间，可使输出电压Uo得到一定的提高，输出电压Uo为78xx稳压器输出电压与稳压二极管D1稳压值之和。D2是输出保护二极管，一旦输出电压低于UD1稳压值时，UD2导通，将输出电流旁路，保护7800稳压器输出级不被损坏。,2. 提高输出电压的稳压电路,21,图为输出电压可在一定范围内调节的应用电路。由于R1、RW电阻网络的作用，使得输出电压被提高，提高的幅度取决于RW与R1的比值。调节电位器RW，即可一定范围内调节输出电压。当RW=0时，输出电压Uo等于78xx稳压器输出电压；当RW逐步增大时，Uo也随之逐步提高。,3. 输出电压可调电路,22,可调输出的三端集成稳压器 W317 （正输出）、 W337 （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 40V ，输出电压 1.2-35V （或者 负1.2V 负35V ）连续可调，输出电流 0.5-1.5A ，最小负载电流为 5mA ，输出端与调整端之间基准电压为 1.25V ，调整端静态电流为 50A 。其外形及符号如图。,4. 可调输出的三端集成稳压器,23,图中D1是为了防止输入短路，C1放电而损坏三端集成稳压器内部调整管发射结而接入。如果输入不会短路、输出电压低于7V时，D1可不接。D2是为了防止输出短路 时，C2放电损坏三端集成稳压器中放大管发射结而