常用三端稳压器原理及应用资料

三端集成稳压器原理与应用

三端集成稳压器的分类

秦炎

做电子实验或自制各种电子装置都离不开直流稳压电源用分立元件组装的稳压电源调试维修比较麻烦且体积较大随着功率集成技术的提高和电子电路集成化的发展出现了集成稳压器所谓集成稳压器是指将功率调整管取样电阻以及基准稳压误差放大启动和保护电路等全部集成在一个芯片上而形成的一种稳压集成电路

目前常见的三端集成稳压器按性能和用途可分为以下4类

1. 三端固定输出正稳压器所谓三端是指电压输入端电压输出端和公共接地端

输出正是指输出正电压国内外各生产厂家均将此系列稳压器命名为78系列

如7805 7812等其中78后面的数字代表该稳压器输出的正电压数值以伏特为单位

例如7805即表示稳压输出为5V 7812表示稳压输出为12V等有时我们会发现在型号78前面和后面还有一个或几个英文字母如W78 AN78 L78

CV等前面的字母称前辍一般是各生产厂公司的代号后面的字母称为后

辍用以表示输出电压容差和封装外壳的类型等不过各生产厂家对集成稳压器型号后辍所用字母定义不一但这对实际使用没有大的影响

78 系列稳压器按输出电压分共有9种分别为7805 78067808 7809

7810 78127815 78187824按其最大输出电流又可分为78L78M

和78三个分系列其中78L系列最大输出电流为100mA 78M 系

列最大输出电流为500mA 78系列最大输出电流为1.5A

78系列稳压器外形见图1其中78L系列有两种封装形式一种是金属

壳的TO 39封装见图1a一种是塑料TO 92封装见图1 b前者温度特性

比后者好最大功耗为700mW加散热片时最大功耗可达1.4W后者最大功耗为

700mW使用时无需加散热片78L系列中一般以塑封的使用较多78M

系列有两种封装形式一种是T O 202塑封见图1 c一种是TO 220塑封见

图1 d不加散热片时最大功耗为1W加2002004m㎡散热片时最大功耗可

达7.5W 78系列也有两种封装形式一种是金属亮的TO 3封装见图1e

一种是料TO 220封装见图1d不加散热片时前者最大功耗可达2.5W后者可

达2W加装200 2004mm3散热片时最大功耗可达15W塑料封装以其安

装固定容易价廉等优点在无线电爱好者中使用居多

2. 三端固定输出负稳压器即79系列除输出电压为负电压引脚排列不同

外其命名方法外型等均与78系列相同

3 .三端可调输出正稳压器此处的三端是指电压输入端电压输出端和电压调整端

在电压调整端外接电位器后可对输出电压进行调节其主要特点是使用灵活

4..三端可调输出负稳压器其输出为负电压

LM123系列LM140系列LM138系列LM150系列等与之对应的负输出也各有一个系列这类稳压器的命名方法无明显规律封装也各异本文拟以最常见最廉价的LM317T 正输出可调和LM337T负输出可调为例予以介绍

LM317T的输出电压可在1.2V 37V之间可调输出电压由两只外接电阻确定输出电流可达1.5A其各项指标均优于固定输出稳压器使用极为方便LM317T采用标准的TO 220塑料封装不加散热片时最大功耗为2W加200 200 4mm3散热

片时最大功耗可达15W

LM337T除输出为负电压外其它均与LM317T相同

三端集成稳压器原理与应用

集成稳压器的工作原理与主要参数

秦炎

本章介绍集成稳压器的工作原理和几个主要参数掌握了这些知识对自制稳压电源将会有帮助

工作原理

图1是78 系列稳压器的电原理框图由图可见它与一般分立件组成的串

联调整式稳压电源十分相似不同的是增加了启动电路恒流源以及保护电路为了使稳压器能在比较大的电压变化范围内正常工作在基准电压形成和误差放大部分设置了恒流源电路启动电路的作用就是为恒流源建立工作点R sc 是过流保护取样电阻

R A R B组成电压取样电路实际路是由一个电阻网络构成在输出电压不同的稳压器中采用不同的串并联接法形成不同的分压比通过误差放大之后去控制调整管的工作状态以形成和稳定一系列预定的输出电压因此在图1中将R A画成可变电阻形式

79 系列稳压器也是一种串联调整式稳压电源但它的调整管处于共射工作

状态属集电极输出型稳压电路其工作原理与78系列类似

图2是LM317系列可调稳压器的电原理框图基准电压 1.25V接在误差放大器A的同相输入端和芯片的电压调整端Adj之间并由一个超级恒流源50A供电显然如果将调整端直接接地则输出Uo固定为1.25V实际使用时LM317采用悬浮式工作即由外接电阻R1R2来设定输出电压根据LM317内部电路详图经推

导计算可得出Uo 1.25 1R2/R1过程从略

主要参数

1.最大输入电压U imax它是指稳压器输入端允许加的最大电压它与集成稳压器的击穿电压有关应注意整流后的最大直流电压不能超过此值

2. 最小输入输出压差U i-U o min其中U i表示输入电压U o表示输出电压此参数表示能保证稳压器正常工作所要求的输入电压与输出电压的最小差值由此参数与输出电压之和决定稳压器所需的最低输入电压值如果输入电压过低使输入输出压差小于U i-U o min则稳压器输出纹波变大稳压性能变差

3. 输出电压范围是指稳压器参数符合指标要求时的输出电压范围对于三端固定输出稳压器其电压偏差范围一般为5%对于三端可调输出稳压器应适当地选择外接取样电阻分压网络以建立所需的输出电压

4.最大输出电流I omax是指稳压器能够输出的最大电流值使用中不允许超出此值

5.电压调整率S v反映稳压器输入电压的变化所引起输出电压的变化情况第一种定义S v=U o / U i ·U o100 | I o=0 其意义是单位输出电压的输入和输出电压相对变化的百分比第二种定义是限定输入电压U i一个变化范围直接将U0的数值做为S v两种定义方法所得出的S v的量纲不同第一种定义的单位为百分数/V

第二种定义的单位为“mV” 一般对于可调输出稳压器使用第一种定义方法对于固定稳压器常使用第二种定义方法显然不管是那种定义的S v其值越小说明稳压器性能越好

6.电流调整率S I反映稳压器负载电流的变化所引起输出电压的变化第一种定

义S I =U o / U o·100 | U i =0I o=常数第二种定义S I= U o| U

1 =0 Io=常数

有时为了更直观地表达稳压器的负载能力采用了输出电阻R o这个指标其定义如下

R o= U o / I o| U

i =0有时也称为稳压器的内阻自然R o越小稳压器负载能力越强