串联反馈式稳压电路讲课讲稿

串联反馈式稳压电路

串联反馈式稳压电路

图XX_01

图XX_01是串联反馈式稳压电路的一般结构图，图中V

I

是整流滤波电路的输出电压，T为调整管，A为比较放大电路，V REF为基准电压，它由稳压管D Z与限流电阻R串联所构成的简单稳压电路获得（见齐纳二极管一节），R1与R2组成反馈网络，是用来反映输出电压变化的取样环节。

这种稳压电路的主回路是起调整作用的BJT T与负载串联，故称为串联式稳压电路。输出电压的变化量由反馈网络取样经放大电路（A）放大后去控制调整管T的c-e极间的电压降，从而达到稳定输出电压V O的目的。稳压原理可简述如下：当输入电压V I增加（或负载电流I O减小）时，导致输出电压V O增加，随之反馈电压V F=R2V O/（R1+R2）=F V V O也增加（F V为反馈系数）。V F与基准电压V REF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后使V B和I C 减小，调整管T的c-e极间电压V CE增大，使V O下降，从而维持V O基本恒定。

同理，当输入电压V

I 减小（或负载电流I

O

增加）时，亦将使输出电压基本保持不变。

从反馈放大电路的角度来看，这种电路属于电压串联负反馈电路。调整管T连接成电压跟随器。因而可得

或

式中A V是比较放大电路的电压增益，是考虑了所带负载的影响，与开环增益A VO不同。在深度负反馈条件

下，时，可得

上式表明，输出电压V

O 与基准电压V

REF

近似成正比，与反馈系数F V成反比。当V REF及F V已定时，V O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T的调整作用是依靠V

F 和V

REF

之间的偏差来实现的，必须有偏差才能调整。如果V

O

绝

对不变，调整管的V CE也绝对不变，那么电路也就不能起调整作用了。所以V O不可能达到绝对稳定，只能是基本稳定。因此，图10.2.1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V

O 也越稳定，电路的稳压系数g和输出电阻R

o

也

越小。

基准电压V

REF

是稳压电路的一个重要组成部分，它直接影响稳压电路的性能。为此要求基准电压输出电阻小，温度稳定性好，噪声低。目前用稳压管组成的基准电压源虽然电路简单，但它的输出电阻大。故常采用带隙基准电压源，其电路如图XX_01所示。由图可知，基准电压为

从原理上说，BJT T

3的发射结电压V

BE3

可用作基准电压源，但它具有较高的负温度系数（–2mV/℃），因

而必须增加一个具有正温度系数的电压I C2R2来补偿。I C2是由T1、T2和R e2构成的微电流源电路提代。其值为故基准电压V REF可表示为

如果合理地选择I

C1/ I

C2

和R

c1

/ R

c2

的值，即可利用具有正温度系数的电压I

C2

R

c2

补偿具有负温度系数的电压

V BE3，使得基准电压为

那么基准电压V

REF 的温度系数恰好为零。式中的q为电子电荷，E

G

为硅的禁带宽度。因此，上述电路常称为

带隙基准电压源电路。这种基准电压源的电压值较低，温度稳定性好，故适用于低电压的电源中。市场上已有这类集成组件可供使用，国产型号有CJ336、CJ329，国外型号有MC1403、AD580等。

这类带隙基准电压源还能方便地转换成1.2V～10V等多档稳定性极高的基准电压，温度系数可达2mV/℃，输出电阻极低，而且近似零温漂及微伏级的热噪声，它广泛用于集成稳压器、数据转换器（A/D、D/A）和集成传感器中。

目前，电子设备中常使用输出电压固定的集成稳压器。由于它只图XX_01

有输入、输出和公共引出端，故称之为三端式稳压器。这类集成稳压器

的外形图如图XX_01所示。

78××系列输出为正电压，输出电流可达1A，如78L××系列和

78M××系列的输出电流分别为0.1A和0.5A。它们的输出电压分别为

5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V等7档。和78××系列对应的有

79××系列，它输出为负电压，如79M12表示输出电压为–12V和输出

电流为0.5A。