三端固定输出集成稳压器在多种电路中的的应用

三端固定输出集成稳压器在多种电路中的的应用

摘要:本文较详细的介绍了三端固定集成稳压器,在电路使用上的应用技巧及其注意事项,在实际工作中有一定的指导意义。

关键词:三端固定稳压器应用

1 前言

三端稳压器将调整管、误差放大器、启动保护电路等全部集成于一块硅片上,具有可靠性高、使用方便、性能优良及价格低廉等优点,因而在电子电路各个方面得到了广泛的应用,它们在实际应用中有很多技巧下面就分别做一介绍。

2 三端固定电压输出集成稳压器

三端固定电压输出集成稳压器是一种典型的串联调整式稳压器。从图1—1可以看出,它由启动电路、基准电路、误差放大器、调整管、取样电阻等组成,与分立元器件的串联调整稳压器电路工作原理完全相同。

目前常见三端固定电压输出集成稳压器有78××系列输出为正电压,它的型号及电参数如下(后两位数表示输出电压):78L00系列:输出电流为100mA,输出电压有5、6、8、9、10、12、15、18、24V;78MOO系列:输出电流为500mA,输出电压有5、6、8、9、10、12、15、18、24V。7800系列:输出电流为1.5A,输出电压有5、6、8、9、10、12、15、18、24V.78H00系列:输出电流为2.5A,输出电压有5V。和7800系列对应的有7900系列,由于正负固定电压输出稳压器的参数及应用类似(仅极性相反)因此本文以介绍正输出稳压器的应用为主。

2.1 稳压器基本的使用

图1-2是应用78××输出固定电压V0的典型电路图。正常工作时,输入、输出电压差应大于2～3V。电路中接入电容C1、C2是用来实现频率补偿的,可防止稳压器产生高频自激振荡并抑制电路引入的高频干扰;C3是电解电容,以减小稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰;D是保护二极管,当输入端意外短路时,给输出电容器C3一个放电通路,防止C3两端电压作用于调整管的be结,造成调整管be结击穿而损坏。

2.2 稳压器并联的使用

因采用TO-3封装的78××系列稳压器输出的最大电流为1.5A,如果需要大于

1.5A的电流则可以采用图1-3所示多个稳压器并联的方法。但不能只做简单并联,因为每一片稳压器内部性能不完全一致,若某一片的输出电压高于另一片,哪怕只差1%。由于三端稳压器电路内部输出端同接地端之间接有20KΩ的取样电阻,因此简单的并联使用就会产生电流倒灌的现象,达不到稳压的目的。因此通过实践在各自稳压器的输出端各接一个隔离二极管就可以避免各自的输出电流向对方倒灌,稳压器的公共端接一二极管使稳压器的公共端电压抬高0.7V左右,以弥补输出二极管上的电压损失。

2.3 外接功率三极管扩流

如图1-4是外接PNP型大功率管扩流的方法。V1管与三端稳压器内部的NPN型调整管组成复合调整管,为保证稳压器正常工作,R的取值必须满足R>Vbe1/Id(Id为三端稳压器的静态电流,约为7mA,Vbe1为V1的BE结压降约为0.3V)。

为了防止因过流而烧坏外接大功率管应采取保护措施,下面列举常用的三种:如图1-4为采用二极管D1保护电路,使V1的BE结的压降不超过0.7V。如图1-5采用三极管V2做限流保护,当流过取样电阻R0的电流大于0.7V/R0时V2导通,将V1的基极电流分流。图1-6为减流型保护电路,正常工作时R2、R3上的压降不足以使V2导通,V1正常工作,发生过流或短路时R2上的压降增大,V2导通将V1的基极电流分流一部分,使V1导通程度下降,这样R3上的压降进一步增大,V1趋于截止。

2.4 提高输出电压

在三端稳压器的公共端与地之间串接适当的齐纳稳压二极管ZD,可提高输出电压如图1-7。输出电压V0=VXX+VZD。二极管D1、D2起保护作用,当输出端短路时,D1导通,可避免电流由公共端倒灌入输出端而造成稳压器损坏;当输出端接有大电容而输入端短路时,D2导通,可防止稳压器内电路受损。

图1-7电路中稳压管的工作电流即为三端稳压器的静态电流Id,当输入电压变化时,Id会有一定的变化,会造成输出电压波动。因此采用图1-8电路可以大大减小其影响,此时稳压管的工作电流IZD=IR1+Id/β,β为V1的电流放大系数,IR1=VXX/R1为常数,因此Id对稳压管的影响降低了β倍,提高了稳压精度。图1-9与图1-8原理类似,可提高输出电压精度的同时又可避免输出电压V0随V1的Vbe1(随温度变化)变化而漂移。其中V2起温度补偿作用,当温度升高时Vbe1下降,V1导通加深,此时Vbe2也下降,使R2电压VR2上升,从而使V1的导通变浅,补偿了温度变化所带来的影响,因此在电路中广泛使用,输出电压V0=Vxx(1+R2/R1)+Vbe2。

2.5 输出多种电压的稳压电源

图1-10电路可在许多种电压供电的场合发挥作用。三端稳压器的输出接有串联二极管网络,每个二极管可提供0.75V的电压将,这样电路同时可提供0.75V、

1.5V、

2.25V、

3.0V、3.75V、

4.5V、

5.25V…10.5V和15V的稳压输出。V1、LED2组成过流指示器,当负载总电流超过一定值时(2A),V1 导通,LED2点亮。

6.8Ω/25W的水泥电阻与三端稳压器并联,以降低稳压器的功耗。

2.6 作恒流源使用

三端稳压器78XX系列的输出端与公共端之间接一个适当电阻R如图1-11,则流过该电阻的电流为IR=VXX/R,因稳压器的标称输出电压Vxx偏差很小(不超过±5%),所以流过R的电流(亦即流过负载RL的电流)IL的准确度与稳定度较高。如果负载发生变化引起IL改变,R上的压降VR=IRR就随之改变,但稳压器具有稳压作用,它通过自动调节内部调整管压降的大小来保证Vxx不变,从而使IL不受负载变化的影响。考虑到稳压器的的静态工作电流Id也流过RL,因此输出电流IL=IR+Id,由于IR、Id(一般仅几毫安)为常量,因而IL=IR也为常量,此时表明三端稳压器可作恒流源使用。

图1-12一电子管功放放大电路,三端稳压器作电子管的偏置电路。三端稳压器构成恒流源,其电流I=VXX/R+Id=5V/150Ω+Id(常量),使电子管的阴极电流稳定,这样阳极电流也稳定,可大大延长电子管的寿命。如果精确调整两推挽管的阳极电流使之相等,则可消除输出变压器的初级绕组中的直流电流,从而使磁饱和失真减少至最小。

2.7 正负电压输出电路

在实际电路的应用中,经常需要正负电压的输出,那么可采用图1-13电路,用正负电压输出的三端稳压器各一块构成。如果手边只有正输出稳压器时可采用图1-14电路,使用方便应用简单。

2.8 高输入电压的应用

三端稳压器的最高输入电压为35v-40v,实际使用时,当输入电压Vi大于三端稳压器所允许的最高电压时,需采取保护措施。图1-15采用齐纳稳压管ZD及功率三极管进行预降压,使输入到稳压器的电压(Vi稳=Vi-Vzd-Vbe1)下降到允许值内。也可采用功率三极管进行预降压如图1-16只要V1的耐压和功率足够高,使三端器不受Vi波动的影响。稳压器的输入电压Vi稳=Vzd-Vbe1由于采用了预稳压措施,因而稳压电路的精度及纹波抑制能力都有所提高。

3 三端固定集成稳压器应用注意事项:

(1)、防止引脚中的输入端与输出端反接78XX与79XX系列稳压器的生产厂家很多,由于不同厂家产品引脚的编号不统一,有的厂家引脚编号按1、2、3排列,有的厂家则按1、3、2排列,所以在使用前一定要将引脚的三个端弄清,区分出输入、输出端,最好先参阅生产厂家的产品说明,确认无误后再接入电路。否则,反接电压超过7V时将会击穿功率调整管,损坏稳压器。