串联型稳压电源 ppt课件
串联型三极管稳压电路
串联型三极管稳压电路1.电路构成用三极管V代替图8.2中的限流电阻Ｒ，就得到图8.3所示的串联型三极管稳压电路。
在基极电路中，V DZ与Ｒ组成参数稳压器。
图 8.3 串联型三极管稳压电路2. 工作原理〔实验〕：①按图8.3连接电路，检查无误后，接通电路。
②保持输入电压U i不变，改变R L，观察U0。
③保持负载R L不变，改变U L，观察U0。
结论：输出电压U0基本保持不变。
该电路稳压过程如下：（１）当输入电压不变，而负载电压变化时，其稳压过程如下：（２）当负载不变，输入电压U增加时，其稳压过程如下：（３）当ＵＩ增加时，输出电压Ｕ０有升高趋势，由于三极管Ｔ基极电位被稳压管ＤＺ固定，故Ｕ０的增加将使三极管发射结上正向偏置电压降低，基极电流减小，从而使三极管的集射极间的电阻增大，ＵＣＥ增加，于是，抵消了Ｕ０的增加，使Ｕ０基本保持不变．上述电路虽然对输出电压具有稳压作用，但此电路控制灵敏度不高，稳压性能不理想。
8.3.2 带有放大环节的串联型稳压电路1．电路组成在图8.3电路加放大环节．如图8.4所示。
可使输出电压更加稳定。
图８．４带放大电路的串联型稳压电路取样电路：由Ｒ1、ＲP、Ｒ2组成，当输出电压变大时，取样电阻将其变化量的一部分送到比较放大管的基极，基极电压能反映出电压的变化，称为取样电压；取样电压不宜太大，也不宜太小，若太大，控制的灵敏度下降；若太小，带负载能力减弱。
基准电路：由ＲZ、V DＺ组成，给V２发射极提供一个基准电压，ＲZ为限流电阻，保证V DＺ有一个合适的工作电流。
比较放大管V2：Ｒ4既是V２的集电极负载电阻，又是V１的基极偏置电阻，比较放大管的作用是将输出电压的变化量，先放大，然后加到调整管的基极，控制调整管工作，提高控制的灵敏度和输出电压的稳定性。
调整管V１：它与负载串联，故称此电路为串联型稳压电路，调整管V１受比较放大管控制，集射极间相当于一个可变电阻，用来抵消输出电压的波动。
串联型晶体管稳压电源
8.2.1 简单串联型晶体管稳压电源 8.2.2 带有放大环节的串联型晶体管稳压电源
8.2 串联型晶体管稳压电源
8.2.1 简单串联型晶体管稳压电源 V1为调整管，工作在放大 区，起电压调整作用；V2为硅 稳压管，稳定V1管的基极电压 VB，提供作为稳压电路的基准 电压VZ；R1既是V2的限流电阻， 又是V1管的偏置电阻；R2为V2 管载。的发稳射压极过电程阻：当；VROL↑为→外V接BE负↓→IB↓→VCE↑→VO↓
VZ )
（8.2.2）
当 RP的滑动臂移到最下端时，RP RP ，RP 0 ，VO 达
到最大值。即
VOm ax
R1 RP R2 R2
(VBE2 VZ )
（8.2.3）
则输出电压VO 的调节范围为
VOm in ~ VOm ax
以上各式中的VBE2 约为0.6~0.8V。
综上所述，带有放大 环节的串联型晶体管稳压 电路，一般由四部分组成， 即采样电路、基准电压、 比较放大电路和调整元件。
(VBE2
VZ )
1 0.2 0.68 (0.7 7)V 0.2 0.68
16.5V
又由式（8.2.3）
VOm a x
R1
RP R2
R2
(VBE2
VZ )
1 0.2 0.68 (0.7 7)V 0.68
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.3V
故输出电压调节范围：
16.5 ~ 21.3V
因负载电流由管子V1供给，所以与并联型稳压电路相比， 可以供给较大的负载电流。但该电路对输出电压微小变化量 反映迟钝，稳压效果不好，只能用在要求不高的电路中。
8.2.2 带有放大环节的串联型晶体管稳压电源
串联型稳压电路
当 R2 的滑动端调至最上端时，
UO 为最小值
U Omin
当 R2 的滑动端调至最下端时，
UO 为最大值，
U Omax
R1
R2 R2 R3 R3U NhomakorabeaZ
R1
R2 R3
R3
UZ
4.调整管的选择
一、集电极最大允许电流 ICM
I CM ≥
I Lm ax
二、集电极和发射极之间的最大允许电压 U(BR)CEO
如W7805 ，输出+5V；W7809 ，输出+9V 输出电流有三个等级：1.5A、0.5A（M）和0.1A（L）。
如W7805 ，输出+5V；最大输出电流为1.5A； W78M05 ，输出+5V；最大输出电流为0.5A； W78L05 ，输出+5V；最大输出电流为0.1A。
W79XX系列 —— 稳定负电压
过热保护
比较放大
10.5.3 集成稳压器电路
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 端稳压器。
固定式稳压电路：W78XX、W79XX。
可调式稳压电路：W117、W217、W317。
一、W78XX三端稳压器—— 稳定正电压
输出电压有七个等级：5V、6V、9V、12V、15V、 18V和24V。
)
REF
BE 3
R
I
3
2
U
UR T2
ln(
R 2
)
BE 3
R
R
3
1
＝U
T
UR T2
ln(
R 2
)
go
R
R
3
1
串联型稳压电路PPT
线性串联型稳压电路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
这种稳压电路的主回路由调整管T与负载相串联构成，且T工 作在线性状态，故称为线性串联式稳压电路。
集成线性稳压电路
如果将前述的串联型稳压电源电路全部集成在一块硅片上，加以封装后引出三端 引脚，就成了三端集成稳压电源了。 3.1系列三端集成稳压器内部电路框图
基本调整稳压管电路
串 联 型 稳 压 电 路
串联型稳压电路
串联型稳压电路方框图
串联型稳压电路工作原理
串联型稳压电路是最常用的电子电路之一，它被广泛地应用在各种电子电路中，它有三种 表现形式。般二极管都是正向导通，反向截止；加在二极管上的反向电压、如果超过二极 管的承受能力，二极管就要击穿损毁。但是有一种二极管，它的正向特性与普通二极管相 同，而反向特性却比较特殊：当反向电压加到一定程度时，虽然管子呈现击穿状态，通过 较大电流，却不损毁，并且这种现象的重复性很好；反过来着，只要管子处在击穿状态， 尽管流过管子的电在变化很大，而管子两端的电压却变化极小起到稳压作用。这种特殊的 二极管叫稳压管。
串联型稳压电路的作用
在实际的稳压电路中，则是用晶体三极管来代替可变电阻R，利用负反馈的原理，以 输出电压的变化量控制三极管集射极间的电阻值，以维持输出电压的基本不变。 最简单的 串联型稳压电路如图Z0719 所示。晶体管T在电路中起电压调整作用，故称调整管，因它 与负载RL是串联联接的，故称串联型稳压电路。图中DZ与R组成硅稳压管稳压电路，给晶 体管基极提供一个稳定的电压，叫基准电压UZ 。R又是晶体管的偏流电阻，使晶体管工作 于合适的工作状态，由电路可知 UL = Ui - UCE UBE = UB - UE= UZ - UL 该电路的稳压原理如下：当输入电压Ui 增加或负载电流 IL减小，使输出电压UL 增大 时，则三极管的UBE减小，从而使IB、IC都减小，UCE增加（相当于RCE增大）结果使 UL基本不变。这一稳压过程可表示为Ui↑（或IL↓） →UL↑→UBE↓→IB↓→IC↓→UCE↑→UL↓ 同理，当Ui减小或IL增大，使UL减小时，通过与上述相反的调整过程，也可维持UL基本 不变。 从放大电路的角度看，该稳压电路是一射极输出器（RL接于T的射极），其输出电压UL是 跟随输入电压UB＝UZ变化的，因UB 是一稳定值，故UL 也是稳定的，基本上不受Ui 与IL 变化的影响。 该稳压电路，由于直接用输出电压的微小变化量去控制调整管，其控制作用较小，所以， 稳压效果不好。如果在电路中增加一级直流放大电路，把输出电压的微小变化加以放大， 再去控制调整管，其稳压性能便可大大提高，这就是带放大环节的串联型稳压电路。
串联型直流稳压电源
串联型直流稳压电源集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#1串联型直流稳压电源为克服稳压管稳压电路输出电流较小，输出电压不可调的缺点，引入串联型稳压电路。
串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础，利用由晶体管电流放大作用增大负载电流，并在电路中引入深度电压负反馈，使输出电压稳定,通过改变网络参数使输出电压可调。
直流稳压电源主要由四部分组成：变压部分、整流部分、滤波部分、稳压部分。
除变压器部分外，其它部分都有多种形式。
其中串联反馈型直流稳压电源是比较典型的一种。
整体电路框图串联型直流稳压电源的整体电路框架图如图所示。
2从交流电压转换为直流电压。
为了减小电压的脉动，需要通过低通滤波电路滤波，使输出电压平滑。
再经过稳压电路使输出的直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化 实用的串联想稳压电路至少包含调整管、基准点压电路、采样电路和比较放大电路等四个部分。
此外，为使电路安全工作，还在电路中加保护电路，所以串联想稳压电路串联型直流稳压电源的整流电路采用桥式整流电路，电路如图所示。
图输出波形、D 3截止；U 2的负半周内，D 3导截止。
正负半周内部都有电流流过的负载电阻R L ，且方向是一致的。
电路在桥式整流电路中，每个二极管都只在半个周期内导电，所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半，即I f =I o1/22(U 2是变压副边电压有效值) [1]。
滤波电路整流电路的输出电压虽然是单一方向的，但含较大的交流成分，不能适应多数电子设备的需要。
因此，整流后还需要滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。
滤波电路分为：电容滤波电路和电感滤波电路。
本设计采用电容滤波电路。
电容滤波电路利用电容的充电放电作用，使输出电压平滑。
其电路如图所示。
直流稳压电源电路图直流稳压电源电路如图所示。
差分比例运算电路电路中有两个输入，且参数对称，如图所示，则：3串联型稳压直流电源总电路图串联型稳压直流电源电路如图所示。
直流稳压电源技术——串联稳压电源
直流稳压电源技术——串联稳压电源第四章串联稳压电源上一章我们谈到并联稳压电源有效率低、输出电压调节范围小和稳定度不高这三个缺点。
而串联稳压电源正好可以避免这些缺点，所以现在广泛使用的一般都是串联稳压电源。
一、简易串联稳压电源1、原理分析图4－1－1是简易串联稳压电源，T1是调整管，D1是基准电压源，R1是限流电阻，R2是负载。
由于T1基极电压被D1固定在U D1，T1发射结电压（U T1）BE在T1正常工作时基本是一个固定值（一般硅管为0. 7V，锗管为0.3V），所以输出电压U O＝U D1－（U T1）BE。
当输出电压远大于T1发射结电压时，可以忽略（U T1）BE，则U O≈U D1。
下面我们分析一下建议串联稳压电源的稳压工作原理：假设由于某种原因引起输出电压U O降低，即T1的发射极电压（U T1）E降低，由于U D1保持不变，从而造成T1发射结电压（U T1）BE上升，引起T1基极电流（I T1）B上升，从而造成T1发射极电流（I T1）E被放大β倍上升，由晶体管的负载特性可知，这时T1导通更加充分管压降（U T1）CE将迅速减小，输入电压U I更多的加到负载上，U O得到快速回升。
这个调整过程可以使用下面的变化关系图表示：U O↓→（U T1）E↓→U D1恒定→（U T1）BE↑→（I T1）B↑→（I T1）E↑→（U T1）CE↓→U O↑当输出电压上升时，整个分析过程与上面过程的变化相反，这里我们就不再重复，只是简单的用下面的变化关系图表示：U O↑→（U T1）E↑→U D1恒定→（U T1）BE↓→（I T1）B↓→（I T1）E↓→（U T1）CE↑→U O↓这里我们只分析了输出电压U O降低的稳压工作原理，其实输入电压U I降低等其他情况下的稳压工作原理都与此类似，最终都是反应在输出电压U O降低上，因此工作原理大致相同。
从电路的工作原理可以看出，稳压的关键有两点：一是稳压管D1的稳压值U D1要保持稳定；二是调整管T1要工作在放大区且工作特性要好。
串联型直流稳压电源
输出稳压的调节：
改变可变电阻RP的值， 即可改变输出U0的大小
∵VZ+VBEQ=U0*(R2+RP下)/(R1+R2+RP) ∴U0=(VZ+VBEQ)(R1+R2+RP)/(R2+RP下) U0的最大值和最小值： U0max=(VZ+VBEQ)(R1+R2+RP)/R2 U0min=(VZ+VBEQ)(R1+R2+RP)/(R2+RP)
串联型直流稳压电源
讲课人：谢 明
串联型直流稳压电源的电路结构：
电路结构：
取样环节：由R1、R2、RP构成，对U0的 分压送到V1的基极
基准环节：由R3、VZ构成，保证放大管 V1的射极电位始终保持稳定
放大环节：由V1构成
调整环节：由V2、R4构成，自动稳定输 出U0的波动
稳压原理：
↓ U0
当电路中V2 短路时：
↑ U0
当电路中V1 短路时：
↓ U0
当电路中V1 开路时：
↑ U0
课堂小结：
1、认识串联型稳压电源的电路结构 2、清楚串联型稳压电源的工作原理 3、会计算串联稳压电源的输出电压 4、会找出电路故障时的故障原因
谢谢大家
影响稳压性能的因素：
1、取样电路：稳定性取决于分压比 2、基准环节：取决于稳压管的稳定性 3、放大环节：取决于放大倍数AV 4、调整环节：采用复合管，提高β值
提高稳定性能的措施：
1、提高稳定度，采用辅助电源 2、提高温度稳定性，采用差分放大电路
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（2）基准电压 由稳压二极管D5和电阻R5构成的 稳压电路组成，它为电路提供一个稳定的基准 电压UZ，作为调整、比较的标准。
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14
1．电路的组成及各部分的作用
（3）比较放大环节 由V4和R1构成的直流放大器 组成，其作用是将取样电压UF与基准电压UZ之 差放大后去控制调整管V1、V2。
熟
棕
记
电
红
阻
色
橙
环
口
黄
诀
：
绿
蓝 紫 灰 白 黑
此电阻为：10k Ω ±5%
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１ ２ ３ ４ ５
６ ７ ８ ９ ０
4
通过电阻器上的色环确定其电阻值（并与万用表测得值比较）。
颜色 有效数字 乘数 偏差（%） 颜色 有效数字 乘数 偏差（%）
银色
—
10-2
±10
黄色
4
104
—
金色
—
10-1
±5
绿色
电位器识别(RP)
可调脚
电路符号:
102: 10╳102=1000 Ω =1K Ω 代表此电位器能在0-1K Ω范围内可调
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7
电容识别(C) 电路符号：
正极 （＋）
负极 （－）
容量： 2200uF
耐压值： 35V
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8
二极管识别
整流二极管：1N4007
稳压二极管：３Ｖ稳压管
正极 （＋）
5
105
±0.5
黑色
0
100
—
蓝色
6
106
±0.2
棕色
1
101
±1
紫色
±2
灰色
8
108
—
橙色
3
103
—
白色
9
109
±5020
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5
电位器识别(RP)
可调脚
电路符号:
102: 10╳102=1000 Ω =1K Ω 代表此电位器能在0-1K Ω范围内可调
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6
R1为调整管V1、V2基极偏流电阻 和比较放大管集电极负载电阻
C2对调整管基极滤波（电子滤波） R2为调整管V1基极偏置电阻 V1、V2为复合三极管，通过改变V2
的管压降大小来调整输出电压高低。
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16
电路中各元器件的作用
R5为稳压管D5提供反向电流的限流电阻 D5 反向导通后稳压值为
课题三 串联型稳压电源
天津渤海职业技术学校
作者 陶英杰
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1
项目三 串联型稳压电源
元件识别 电路原理讲解 印制线路板规划 安装
调试
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2
元件识别
电阻识别 电位器识别 电容识别 二极管识别
三极管识别
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3
电阻识别(R)
电路符号:
有效数字
棕
黑
１
０
等级色环 误差色环
橙
金 ±5%
╳ １０３ =10000 Ω =10k Ω
（4）调整环节 由工作在线性放大区的功率管Vl、 V2组成，V2的基极电流IB2受比较放大电路输出 的控制，它的改变又可使集电极电流IC2和集、 射电压UCE2改变，从而V1的基极电流IB1变化V1 集、射电压UCE1改变，达到自动调整稳定输出 电压的目的。
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15
电路中各元器件的作用
C1为滤波电容，滤除整流输 出的脉动成份
23
线路板规划按原理图进行布置
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24
组装电路元器件
标识
品名
规格
D1~D4 D3 VI V2
V3、V4 R1、R2、R3、 R4
二极管 稳压管 三极管 三极管 三极管
电阻
1N4007×4 2CW51或3V0 D880或BU406 3DG12或9013 3DG6×2或9013×2 2K、 39K 、1.2Ω、 150Ω
２．工作原理：当负载电流IO<IOM时，URS=IO·RS小于TS管b,e
极的阈值电压UOn，TS截止，不影响稳压电路的正常工作．当
IO≥IOM或负载短路时，使URS增加而大于UOn，TS进入浅饱和，
TS管的UCE对调整管Ｔ的基极电位下降，调整管Ｔ截止，输出
电压UO下降，使IO和调整管上P电PT课流件 受到限制。
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18
整流滤波电路
整流电路的任务是利用二极管的单向导电性，把正、负交变的50Hz电网电压 变成单方向脉动的直流电压。
整流电路只是将交流电变换为单方向的脉动电压和电流，通常还需在整流电 路的输出端接入滤波电路，以滤除交流分量，从而得到平滑的直流电压。
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19
稳压电路
调整输出电压
比较
放大
ΔＵo
Δuo
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20
稳压电路的保护措施
一、限流型保护电路
１．电路图：由取样电阻RS和保护管TS组成保护电路
２．工作原理：当负载电流IO<IOM时，URS=IO·RS小于TS管b,e
极的阈值电压UOn，TS截止，不影响稳压电路的正常工作．当
IO≥IOM或负载短路时，使URS增加而大于UOn，TS导通，TS管的
桥式 整流 电路
滤波 调整 限流保 电路 电路 护电路
比较放 取样 滤波 大电路 电路 电路
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12
电路原理框图组成
下图是串联型线性稳压电源的组成框图，由变 压 器、整流滤波、稳压电路、保护电路四个环节。
变 220V 压
器
整流 滤波
调整管
比较
取
放大
样
限流保护
基准电压
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13
1．电路的组成及各部分的作用
ICS对调整管Ｔ的基极电流IB进行分流，使IO和调整管上电流受
到限制.
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21
二.截流型保护电路
１．该电路的特点：当输出电流过载或负载短路时，使输出电压 和输出电流都下降到接近零，调整管功耗大为减小．
２．电路图
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22
三、限流型保护电路
１．电路图：由取样电阻RS和保护管TS组成保护电路
负极 （－）
正极 （＋）
负极 （－）
发光二极管：LED
负极 （－）
正极 （＋）
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9
三极管识别 9013
c
b e
ebc 发基 集 射电 极极极
e b
c
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N P N 型
P N P 型
10
三极管识别BU406、D880
b ce
基 集发 电射
极极极
c
N
P
b
N
型
e
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电路原理
降压 电路
R5、R6、R7
电阻
39K 、 120Ω、 620Ω
RP C1 C2、C3 C4 RL T
可调电位器 电解电容器 电解电容器 电解电容器
V4提供射极基准电压 R6 R7 RP为取样电阻。当输出
电压UO发生变化时， V9的基极 电位随之发生变化。 C4为滤波电容，滤除整流 输出的脉动成份
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17
工作原理
当电网电压升高时： U0↑→UL↑→V4(Ube) ↑→V4(Ｉb) ↑→ V4(Ｉc) ↑→ V4(Uce)↓→V2(Ube)↓→V1(Ube) ↓→ V1(Ｉb)↓ → V1(Ｉc)↓ → V1(Uce)↑→ UL↓