线性稳压电路介绍

重点： 重点：
1. 串联型稳压电路的组成和输出电压的估算； 串联型稳压电路的组成和输出电压的估算； 2. 集成三端稳压器的型号与典型应用。 集成三端稳压器的型号与典型应用。
作业： 作业：P365
8.9
8.12
自学：知识拓展 自学：知识拓展——直流稳压电源设计 直流稳压电源设计
S inp = 20 lg
ipp
U opp
(dB )
8.2.2 串联型稳压电路的工作原理
一、电路组成、各部分的作用和稳压工作原理 电路组成、
+ 调整管 比较放 大电路 基准电压 − 取 样 电 路 ↑ + UI − ↓ + UCE − V1 8 ↓ ↑ UF UZ RL − ↑ + Uo
UI
自动调节U 使输出电压稳定。 自动调节 CE ，使输出电压稳定。 电路引入了深度负反馈，所以运放工作于放大状态。 电路引入了深度负反馈，所以运放工作于放大状态。
∆U O / U O Sr = ∆U I / U I
∆I O = 0 ∆T = 0
二、质量指标 续
2. 电压调整率 SU 或定义为： 或定义为： ∆U O / U O SU = × 100% 负载电流和温度不变， 负载电流和温度不变，输入电压变化 ∆I O = 0 ∆U I ∆T = 0 时输出电压的变化量。 ±10%时输出电压的变化量。 时输出电压的变化量 3. 电流调整率 SI 当输入电压和温度不变，输出电流从0变化到最大时 当输入电压和温度不变，输出电流从 变化到最大时 输出电压的相对变化量 变化量。 输出电压的相对变化量。 或定义为： 或定义为： S I = ( ∆U O / U O ) × 100% ∆U I = 0 恒温且输入电压不变，负载电流变 ∆T = 0 恒温且输入电压不变， 时引起的输出电压变化量。 化±10%时引起的输出电压变化量。 时引起的输出电压变化量 4. 输出电阻 Ro
8.2.1 稳压电路的主要性能指标
一、特性指标
1. 2. 3. 输入电压及其变化范围 输出电压及其可调范围 额定输出电流及过流保护电流
稳压系数、电压调整率、电流调整率、 二、质量指标 稳压系数、电压调整率、电流调整率、 输出电阻、温度系数、 输出电阻、温度系数、纹波电压及纹波抑制比 1. 稳压系数 Sr
8.2 复习要点
主要源自文库求： 主要要求：
1.理解稳压电路的主要技术指标。 理解稳压电路的主要技术指标。 理解稳压电路的主要技术指标 2.理解串联型稳压电路的组成、工作原理和分析计算； 理解串联型稳压电路的组成、工作原理和分析计算； 理解串联型稳压电路的组成 掌握三端集成稳压器的应用。 掌握三端集成稳压器的应用。
8.2 线性稳压电路
稳压电路概述 8.2.1 稳压电路的主要技术指标 稳压电路的主要技术指标 技术 8.2.2 串联型稳压电路的工作原理 8.2.3 三端固定输出集成稳压器 8.2.4 三端可调输出集成稳压器
稳压电路概述
作用：在交流电源电压波动或负载变化时稳定输出直流电压。 作用：在交流电源电压波动或负载变化时稳定输出直流电压。 并联型稳压电路 类型： 类型： 按调整管与负载的接法分 串联型稳压电路 线性稳压电路 按调整管的工作状态分 开关稳压电路 三端固定输出 线性集成稳压电路分 三端可调输出
四、基本应用
V1 防止输入端短路时 C4 放电损坏稳压器 U21=1.25V U31=2~40V V2 防止输 出端短路 时C2 通过 调整端放 电损坏稳 压器
注意： 注意： 静态电流 IQ(约可达10 mA)从输出端流出，在RL 开路时需 约可达 )从输出端流出， 流过 R1，因此为保证电路正常工作，必须正确选择阻值： 因此为保证电路正常工作，必须正确选择阻值： R1 = UREF/ IQ =1.25V/10mA= 125 Ω 可取标称值120 Ω。 可取标称值 若负载固定， 也可取大些， 若负载固定， R1也可取大些，但要保证 I+ IO≥10mA 。
基准电压 输出电流
二、管脚排列与符号
塑 料 封 装
符 号
CW117 3 1 2
2
CW137 1
3
三、内部结构与工作特点
输入电流几乎全部流到输出端，流到公共端电流非常小； 输入电流几乎全部流到输出端，流到公共端电流非常小； 静态电流均流至输出端，因此未引出接地端。 静态电流均流至输出端，因此未引出接地端。 当UI=2~40V时，均有 U21=1.25V 时 非常小且很稳定， 电压调整端电流 IREF =50µA ,非常小且很稳定，不受输入电 µ 非常小且很稳定 压影响。 压影响。
应用举例1 应用举例
UREF UO = UREF + ( + IREF )R2 R1
由于U 由于 REF = 1.25 V,
I REF ≈ 50 µA,
故 UO ≈ 1.25(1+ R2 / R ) 1
当R2 = 0 ∼ 2.2 kΩ 时， UO = 1.25 ∼ 24 V Ω
应用举例2 应用举例 应用举例2: 应用举例 0~30 V 连续可调电路
UA = – 1.25 V
UO ≈ 1.25 (1+ R2 / R ) −1.25 = 1.25R2 / R 1 1
当 R2 = 0 时，UO= 0 V; 当 R2 = 3k Ω时， O ≈ 31.25V U
*讨论 讨论
实际使用集成稳压器时，应注意哪些问题？ 实际使用集成稳压器时，应注意哪些问题？
*讨论 讨论
试设计一个直流稳压电源： 试设计一个直流稳压电源： 给定负载100Ω，要求输出直流电压9V。 Ω 要求输出直流电压 。 给定负载
8.2.4 三端可调输出集成稳压器
一、典型产品
CW117/217/317系列(正电源) 系列(正电源) 系列 工作温度 CW137/237/337系列(负电源) 系列(负电源) 系列
例如： 例如：
二、外形、管脚排列与符号 外形、
塑 料 封 装
金 属 封 装
1
2 3
塑料封装 时的符号 1
CW7800 2
3 2
CW7900 1
3
外 形
三、内部电路组成框图
四、基本应用电路
C1 抵消输入长接线的电感效应，防止自激。 抵消输入长接线的电感效应，防止自激。 C2、C3 改善负载的瞬态响应，消除高频噪声；消振。 改善负载的瞬态响应，消除高频噪声；消振。 V 防止输入端短路时 C3 反向放电损坏稳压器。 反向放电损坏稳压器。 Uo= 12V UI –Uo ≥ 2.5 ~ 3V
∆U O Ro = ∆I O
∆U I = 0 ∆T = 0
二、质量指标 续
5. 温度系数 ST
∆U O / U O ST = ∆T
∆I O = 0 ∆U I = 0
6. 纹波电压及纹波抑制比 Sinp 纹波电压：叠加在直流输出电压上的交流电压， 纹波电压：叠加在直流输出电压上的交流电压， 通常用有效值或峰值表示。 通常用有效值或峰值表示。 其大小与负载电流有关，应在额定输出电流下测。 其大小与负载电流有关，应在额定输出电流下测。 输入纹波电压峰-峰值与输出纹波电压峰 峰值与输出纹波电压峰-峰 纹波抑制比 Sinp：输入纹波电压峰 峰值与输出纹波电压峰 峰 之比的分贝值。 值 之比的分贝值。 U
讨论小结
（1）集成稳压器的型号及其引脚的排列，不能错。特别是输入 ）集成稳压器的型号及其引脚的排列，不能错。 端和输出端不能接反，否则接通电源后会损坏。 端和输出端不能接反，否则接通电源后会损坏。 （2）负载电阻不能过小，即负载电流必须小于器件额定电流。 ）负载电阻不能过小，即负载电流必须小于器件额定电流。 （3）管耗较大时，器件应加装适当的散热器。塑料封装管加散 ）管耗较大时，器件应加装适当的散热器。 热器后最大功率为10W，金属封装管加散热器后最大功率 热器后最大功率为 ， 为20W。 。 （4）集成稳压器的输入、输出电压之差不能太小，一般要求该 ）集成稳压器的输入、输出电压之差不能太小， 压差大于2.5~3V，否则会影响稳压性能，但压差过大会使 压差大于 ，否则会影响稳压性能， 稳压器功耗增大。 稳压器功耗增大。 （5）稳压器输出端接有大容量负载电容时，应在稳压器输入、 ）稳压器输出端接有大容量负载电容时，应在稳压器输入、 输出端之间接保护二极管。 输出端之间接保护二极管。 端不能开路,否则使 可能损坏负载电路。 （6）稳压器 ）稳压器GND端不能开路 否则使 O ≈ UI ,可能损坏负载电路。 端不能开路 否则使U 可能损坏负载电路
8.2.2 串联型稳压电路的工作原理
一、电路组成、各部分的作用和稳压工作原理 电路组成、
+ 调整管 比较放 大电路 基准电压 − 取 样 电 路 + UI − UZ RL − + UCE − V1 8 UF Uo
⊕
+
UI
自动调节U 使输出电压稳定。 自动调节 CE ，使输出电压稳定。 电路引入了深度负反馈，所以运放工作于放大状态。 电路引入了深度负反馈，所以运放工作于放大状态。
U ×× I1 = ≥ 5I Q R1
四、其它应用电路 其它应用电路
续
输出正、 输出正、负电压的电路
>17.5 V~18V +15 V
< −17.5 V~ −18V
−15 V
四、其它应用电路 其它应用电路
续
恒流源电路
U 23 IO = + IQ R
I1
U 23 ≈ = 0 .5 A R
金属封装
U 23 >> I Q 电路中R取值应保证 取值应保证： 电路中 取值应保证： I 1 = R
CW117(137)— -55 ∼ 150°C ( ) ° CW217(237)— -25 ∼ 150°C ( ) ° CW317(337)— 0 ∼ 125°C ( ) ° 1.25 V L 型 — 输出电流 100 mA M 型 — 输出电流 500 mA 未标L或 未标 或M 型 — 输出电流 1.5A
五、其它应用电路 其它应用电路
提高输出电压电路
静态电流 IQ 为5 ∼ 8 mA R1取值通常应保证： 取值通常应保证：
U ×× R2 + I Q ) R2 ≈ (1 + )U×× U O = U×× + ( I1 + I Q ) R2 = U ×× + ( R1 R1
特点： 特点： UO > U ×× ； 当输入电压变化时，IQ也变化，因此稳压精度差。 当输入电压变化时， 也变化，因此稳压精度差。
二、输出电压的计算
+
8 UF UZ UI
R′1 ′ R′2 ′
R1 RP R2
RL + Uo
−
−
UO = R1 + R2 + Rp R'2
运放输入端虚短
′ U O R2 UF = = UZ R1 + R2 + Rp
UZ
U O min =
R1 + R2 + Rp R2 + Rp
UZ
U O max =
R1 + R2 + Rp R2
UZ
8.2.3 三端固定输出集成稳压器
一、型号及其性能
CW7800 系列(正电源) 系列(正电源) 输出电压： 输出电压： 输出电流： 输出电流： CW7900 系列(负电源) 系列(负电源)
5 V/ 6 V/ 9 V/ 12 V/ 15 V/ 18 V/ 24 V 78L ×× / 79L ×× — 输出电流 100 mA 78M×× / 79M×× — 输出电流 500 mA ×× ×× 78 ×× / 79 ×× — 输出电流 1.5 A CW7812 输出12 ， 输出 V，最大电流 1.5 A 输出18 ， CW78M18 输出 V，最大电流 0.5 A 输出− ， CW79L05 输出− 5 V，最大电流 0.1 A