1005串联稳压电路

2）输出电压的确定和调节范围 ）
R1 + R2 + RW UO = UZ RW + R2
R1 + R2 + RW UOmax = UZ R2
R1 + R2 + RW UO min = UZ RW + R2
+
R3
T1 T2 UZ
R RW1
R1 RW RL
+
UI _
RW2 UB2 R 2
UO _
3）影响稳压特性的主要因素 ） 1. 电路对电网电压的波动抑制能力较差。例： 电路对电网电压的波动抑制能力较差。 UI↑→VC2 ↑ →Uo ↑ ↑→ 2. 流过稳压管的电压随 UI 波动，使UZ 不稳定， 波动， 不稳定， 降低了稳压精度。 降低了稳压精度。 3. 温度变化时，T2组成的放大电路产生零点 温度变化时， 漂移时，输出电压的稳定度变差。 漂移时，输出电压的稳定度变差。
10.5.2 集成稳压电源中的基准电压电路和保护电路
串联型稳压电路中U 串联型稳压电路中 O由DZ上的基准电压经电压放大器放 的稳定决定了输出电压的稳定。 大后得到。 基准电压的稳定决定了输出电压的稳定 大后得到。故基准电压的稳定决定了输出电压的稳定。 采用稳压二极管作为基准电压的电路结构简单， 采用稳压二极管作为基准电压的电路结构简单，但其输 出电阻较大，噪声影响和温度影响也较大。所以要获得好的 出电阻较大，噪声影响和温度影响也较大。 稳压性能，就必需要有稳定的基准电压。 稳压性能，就必需要有稳定的基准电压。 一、具有温度补偿作用的基准电压电路 电路中增加了T 电路中增加了 2，采用正温度系数的 稳压二极管，使基准电压为： 稳压二极管，使基准电压为：
10.5 串联型稳压电路 • 为克服稳压管稳压电路输出电流较小 输出 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。 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, 串联型稳压电路以稳压管稳压电路为基础 利用晶体管的电流放大作用增大负载电流, 晶体管的电流放大作用增大负载电流 利用晶体管的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 引入深度电压负反馈使输出电压 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. 通过改变网络参数使输出电压可调 稳定 通过改变网络参数使输出电压可调
当负载变化时： 当负载变化时：
RL UE UBE （UBE=UB-UE） IB IE UO
T通过对电流的调整实现 O的稳定，故称 为调整管。 通过对电流的调整实现U 的稳定，故称T为调整管。 通过对电流的调整实现
+ UI iR – iZ
T UZ
+ iL RL UO –
实际上是射极输出器， 实际上是射极输出器，Uo=UZ -UBE 。但带负载 的能力比稳压管强。 的能力比稳压管强。
阅读提纲：串联稳压电路
• 为何要引入串联稳压电源？ 为何要引入串联稳压电源？ • 画出基本调整管稳压电路图（常规画法），并简述其稳压原 画出基本调整管稳压电路图（常规画法）， ），并简述其稳压原ຫໍສະໝຸດ Baidu理。 • 如何计算 基本调整管稳压电路的参数？ILmax Uo UI 基本调整管稳压电路的参数？ • 画出具有放大环节的串联稳压电路图， 并简述其稳压原理。 画出具有放大环节的串联稳压电路图， 并简述其稳压原理。 • 如何计算有放大环节的串联稳压电路的参数？Uomin，Uomin 如何计算有放大环节的串联稳压电路的参数？ • 如何选择串联稳压电路的调整管？ 如何选择串联稳压电路的调整管？ • 从串联稳压电路的方框图可知，一般的串联稳压电路至少包 从串联稳压电路的方框图可知， 括哪几部分？ 括哪几部分？ • 集成的三端稳压器的三个引脚分别是： 集成的三端稳压器的三个引脚分别是： 、 、 • 网查询 网查询7805、7812、7912三端稳压的参数。 三端稳压的参数。 、 、 三端稳压的参数 • 画出 画出W117三端稳压器的原理框图，写出其输出电压的方程 三端稳压器的原理框图， 三端稳压器的原理框图
由于UBE3具有负温度系数 （随T升高UBE3降低），因此用 一个正温度系数的电压I2RC2来补 偿（随T升高UBE3增大），可写 为：
UT I2 = R 3
I C1 ln I C2
I C1 R2 I C2 和 R3
U REF
U T R2 I C1 ln = U BE3 + I R3 C2
+ R UI DZ IL RL UO +
+ UI iR – iZ
T UZ
+ iL RL UO –
串联式直流稳压电路的基本形式 两个主要缺点： 两个主要缺点： (1) 稳压效果不好。 Uo=UZ –UBE 稳压效果不好。 (2) 输出电压不可调。 输出电压不可调。 改进的方法： 改进的方法：在稳压电路中引入带电压负 反馈的放大环节。 反馈的放大环节。
的值， 合理选择 的值，即可利用正温度系数电压补 偿负温度系数电压，使得U 的温度系数为0，此时： 偿负温度系数电压，使得 REF的温度系数为 ，此时： EQ U REF = = 1 .205V q
U REF =
EQ q
= 1 .205V
EQ为Si元素的禁带宽度电压；q为电子电荷。 元素的禁带宽度电压； 为电子电荷 为电子电荷。 该电路又称为禁带宽度基准电压电路（ 该电路又称为禁带宽度基准电压电路（或 能带间隙基准电压电路）。 能带间隙基准电压电路）。 该电路输出电压较低但温度稳定性好，故常用 该电路输出电压较低但温度稳定性好， 于低电压电源电路中。常用的有： 于低电压电源电路中。常用的有： LM285（1.2V）、 ）、LM236（1.2V）、 ）、MC1403 （ ）、 （ ）、 ）、LM336（2.5V）、 ）、LM385（2.5V）等。 （2.5V）、 ）、 （ ）、 （ ） 这类基准电压电路还可方便地转换成1.2V~10V 这类基准电压电路还可方便地转换成 的基准电压电路，使之广泛应用于集成稳压器； 的基准电压电路，使之广泛应用于集成稳压器；数 据转换（ 据转换（A/D、D/A）及集成传感器中。 、 ）及集成传感器中。
在集成电路中很容易制成三极 因此利用该思想在U 管，因此利用该思想在 REF上下各 连接多个作为二极管使用的温度系 数相反的三极管就可以实现零温度 系数的基准电压电路。 系数的基准电压电路。
2、能隙基准电压电路 、 电路如图所示，基准电压为： 电路如图所示，基准电压为：
U REF = U BE3 + I 2 RC2
输出电压的调节范围： 输出电压的调节范围：
'' R + R2 1 UO = (1+ )UZ R'2 + R3
R + R2 + R3 UOmin = 1 UZ R2 + R3
R + R2 + R3 UOmax = 1 UZ R3
一般可以将串联式稳压电路分成由基准电压、 一般可以将串联式稳压电路分成由基准电压、 比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。 比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。 调整元件 + + _ 基 准 UR – 比 较 放 大 FUO – T 取 样 UI + + _C2 R L UO
10.5.1 串联式直流稳压电路的工作原理
基本形式
R + UI DZ IO RL + UO + UI DZ R I’L IL RL UO
调整管T 调整管
IL=(1+β) I’L β
+
在稳压管后增加一级共集放大电路。 在稳压管后增加一级共集放大电路。 共集放大电路 稳压原理： 当电网电压波动时： 稳压原理： 当电网电压波动时： UI UE UBE （UBE=UB-UE） IB IE UO
二. 具有放大环节的串联型稳压电路
+ R R'2 UI － DZ R3 + A R''2 R2 R1 T + IL RL UO -
利用同相比例电路稳定输 出电压，并用电位器调节 比例系数，射随器的作用 是放大输出电流。UO由 同比放大器决定：
稳压原理： 稳压原理：
UO UO UN UN UB UB UO UO
+ R3 T1 T2 UZ R RW1 R1 RW RL +
UI _
RW2 UB2 R 2
UO _
1）稳压原理 当 UI 增加或输出电流减小使 Uo升高时 Uo Uo UB2 UBE2( = UB2-UZ） UC2
+
R3
T1 T2 UZ
R RW1
R1 RW RL
+
UI _
RW2 UB2 R 2
UO _
∆iR = 0, ∆iZ = ∆iB ⇒∆iL = ∆iE = (1+ β)∆iB
负载电流的变化量可以比稳压管工作电流的变 化量扩大（ 化量扩大（1+β）倍。
在稳压管稳压条件下， 在稳压管稳压条件下，
I = I Zmax − I Zmin
' L
R + UI DZ
I’L + IL RL UO
而
I L = ( 1 + β )I
4）改进措施 ） 1. 选用差动放大器或运放构成的放大器代替 2管构 选用差动放大器或运放构成的放大器代替T 成的放大器，可以解决零点漂移的问题。 成的放大器，可以解决零点漂移的问题。
T R1
R ~220V DZ
A
+
Rw RL
Uo -
+
R2
调整管为核心元件，与选用一般大功率管的原则相同， 调整管为核心元件，与选用一般大功率管的原则相同， 核心元件 应考虑其极限参数I 应考虑其极限参数 CM 、U(BR)CEO 、 PCM
T R UI UZ UF ∞A V + R1 RW R2 RL Uo
串联反馈式稳压电路
2. 采用辅助电源 比较放大部分的电源)。 采用辅助电源(比较放大部分的电源 。 比较放大部分的电源 3. 用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。 用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益。 4. 调整管采用复合三极管以扩大输出电流的范围。 调整管采用复合三极管以扩大输出电流的范围。
' L
∴ ILmax=(1+β) ( zmax - Iz ) β (I UO =UZ - UBE
调整管T工作在放大区， 调整管 工作在放大区， 工作在放大区 即线性区， 即线性区，故称为线性稳 压电路， 压电路，又因为调整管与 负载相串联，所以称为串 负载相串联，所以称为串 联型稳压电源。 联型稳压电源。
调整元件 + + _ 基 准 UR – 比 较 放 大 FU O T 取 样 + _C2 +
UI
RL UO –
因调整管与负载接成射极输出器形式， 因调整管与负载接成射极输出器形式， 为深度串联电压负反馈，故称之为串 为深度串联电压负反馈，故称之为串 联反馈式稳压电路。 联反馈式稳压电路。
三、一种实际的串联式稳压电源
U REF = U BE2 + U Z
的稳压管为负温度系数； （UZ<4V的稳压管为负温度系数； 的稳压管为负温度系数 UZ>7V的稳压管为正温度系数； 的稳压管为正温度系数 的稳压管为正温度系数； 4V≤UZ≤7V的稳压管正负温度系数均有） 的稳压管正负温度系数均有 的稳压管正负温度系数均有）
由于T 具有负温度系数， 由于 2具有负温度系数，当温度 变化时选择元件参数使得两者变化大 小相等变化趋势相反，从而维持U 小相等变化趋势相反，从而维持 REF 基本不变。 基本不变。同时该电路引入电压并联 负反馈能更加稳定U 的值，并使R 负反馈能更加稳定 REF的值，并使 O 减小，提高电路带负载能力。 减小，提高电路带负载能力。
调整元件 + T UI + _ 基 准 UR – 比 较 放 大 FUO – 取 样 + _C2 +
RL UO
调整元件T：与负载串联，通过全部负载电流。 调整元件 ：与负载串联，通过全部负载电流。可以是单个功 率管，复合管或用几个功率管并联。 率管，复合管或用几个功率管并联。 比较放大器：可以是单管放大电路，差动放大电路，集成运算 比较放大器：可以是单管放大电路，差动放大电路， 单管放大电路 放大器。 放大器。 基准电压：可由稳压管稳压电路组成。 基准电压：可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输出电压 UO的一部分和基准电压相比较。 的一部分和基准电压相比较。
二、稳压电源中的保护电路
为避免在使用中因非正常原因造成输出短路或过载， 为避免在使用中因非正常原因造成输出短路或过载， 致使调整管流过很大的电流，使之损坏。 致使调整管流过很大的电流，使之损坏。故需有快速保护 措施。常见保护电路有：过流保护；调整管安全保护； 措施。常见保护电路有：过流保护；调整管安全保护；过 热保护等。 热保护等。