1、直流穩(wěn)壓電源是能為負載提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置。直流穩(wěn)壓電源的供電電源大都是交流電源，當交流供電電源的電壓或負載電阻變化時，穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會保持穩(wěn)定。 穩(wěn)壓器為穩(wěn)壓電源的核心部件。集成穩(wěn)壓器又叫集成穩(wěn)壓電路，將不穩(wěn)定的直流電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓的集成電路， 用分立元件組成的穩(wěn)壓電源，固有輸出功率大，適應性較廣的優(yōu)點，但因體積大焊點多可靠性差而使其應用范圍受到限制，近年來，集成穩(wěn)壓電源已得到廣泛應用，其中小功率的穩(wěn)壓電源以三端式串聯(lián)型穩(wěn)壓器應用最為普遍。 第1頁/共42頁穩(wěn)壓電源的組成穩(wěn)壓電源的組成組成由變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓四部分組成。變壓電路是將輸入電壓進行降壓整流電路是將工頻交

2、流電轉(zhuǎn)為具有直流電成分的脈動直流電。濾波電路是將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。穩(wěn)壓電路對整流后的直流電壓采用負反饋技術進一步穩(wěn)定直流電壓。220V第2頁/共42頁整流電路整流電路整流電路是將工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂兄绷麟姵煞值拿}動直流電。由于二極管具有單向?qū)щ娦裕世枚O管可進行整流。(c)(c)橋式整流 (a)(a)半波整流(b)(b)全波整流常用整流電路第3頁/共42頁半波整流半波整流電路圖波形圖缺點：輸出電壓波動太大優(yōu)點：電路簡單二極管D導通二極管D截止第4頁/共42頁全波整流全波整流電路圖波形圖優(yōu)點：輸出電壓波動減小缺點：變壓器繞線太多二極管D1導通二極管D2導通

3、第5頁/共42頁橋式整流橋式整流電路圖波形圖工作原理當vi為正半周時，二極管D1、D3導通，在負載電阻上得到正弦波的正半周。當vi為負半周時，二極管D2、D4導通，在負載電阻上得到正弦波的正半周。第6頁/共42頁濾波電路濾波電路123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:11-Jul-2003Sheet of File:E:longT_MDT_MD71203.schDrawn By:(c)CC2(a)1C(b)RCL濾波電路是將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，可實現(xiàn)濾波。常用濾波電路

4、電容濾波LC濾波阻容 型濾波電容器C C對直流開路，對交流阻抗小，所以C C應該并聯(lián)在負載兩端。電感器L對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此L 應與負載串聯(lián)。第7頁/共42頁電容濾波電容濾波工作原理若電路處于正半周，二極管D D1 1、D D3 3導通，變壓器次端電壓v v2 2給電容器C C充電。此時C C相當于并聯(lián)在v v2 2上，所以輸出波形同v v2 2 ，是正弦形。當v v2 2到達最高點時，v v2 2開始下降。此時二極管D1D1兩端反偏，二極管截止，電容C C向負載L L放電。當放電的時間常數(shù)較大時，電容兩端的電壓下降較慢。當電路處于負半周時，二極管D D2 2的P P端電壓開始上升

5、，當上升到大于電容兩端的電壓時，D D2 2開始導通，變壓器次端電壓v v2 2再次給電容器C C充電，負載兩端的電壓重新增大。當電容兩端的電壓增大到大于變壓器付邊的電壓時，二極管D2截止，電容又開始通過負載電阻放電，重復前述的過程。第8頁/共42頁電容濾波電容濾波當放電時間常數(shù)RLC增加時，二極管關斷時間加長，導通角減小，見曲線3；反之，RLC減少時，導通角增加，見曲線2。顯然，當L很小，即IL很大時，電容濾波的效果不好；反之，當L很大，即IL很小時，電容濾波的效果好，所以電容濾波適合輸出電流較小的場合。第9頁/共42頁第一節(jié) 概述一、集成穩(wěn)壓器的特點及分類(一)集成穩(wěn)壓器的特點 (1)穩(wěn)壓

6、控制環(huán)路增益高，提高了穩(wěn)壓性能 (2)可實現(xiàn)零溫度系數(shù)的基準電壓，保證了輸出電壓穩(wěn)定性 (3)內(nèi)設優(yōu)良的保護電路，具有靈敏、可靠地保護功能，大大降低了電源的故障率 (4)體積小、重量輕、外圍元器件少，調(diào)整簡單，有利于電子設備的小型化、輕量化和精密化 (5)簡化了開關電源的穩(wěn)壓控制電路，有利于充分發(fā)揮開關電源的優(yōu)良特性第10頁/共42頁(二)集成穩(wěn)壓器的分類1.按電路類型分類(1)單片IC穩(wěn)壓器(半導體集成穩(wěn)壓器) 把構(gòu)成穩(wěn)壓電路所需的主要元器件，包括輸出管都制作在同一IC芯片上，只要外接整流濾波及少數(shù)穩(wěn)壓所需元件便可構(gòu)成實用的穩(wěn)壓電源。 優(yōu)點：電路簡單、體積小，便于大批量生產(chǎn) 缺點：難于制作精

7、密電阻，調(diào)整元件通常需外接，需要另加整流濾波電路(2)混合集成穩(wěn)壓器 采用厚膜集成工藝將橋式整流電路及單片穩(wěn)壓電路組裝在一起構(gòu)成一個完整的集成穩(wěn)壓電源。 優(yōu)點：可獲精密電阻，集成度高，部分調(diào)整元件不需外接，可獲大功率容量電源。第11頁/共42頁2.按調(diào)整元件工作狀態(tài)分類(1)連續(xù)方式穩(wěn)壓器 調(diào)整元件工作于線性放大區(qū)，輸出電壓的自動穩(wěn)壓是靠調(diào)節(jié)調(diào)整元件的導通程度來實現(xiàn)串聯(lián)連續(xù)型穩(wěn)壓器：調(diào)整元件與負載相串聯(lián)。優(yōu)點：電路簡單、穩(wěn)定性好，噪聲小、響應速度快，控制準確度高；缺點：負載重時，效率低，體積大并聯(lián)連續(xù)型穩(wěn)壓器：調(diào)整元件與負載并聯(lián)。優(yōu)點：電路簡單、響應速度快；缺點：效率更低，體積大，重量重，功率

8、容量小。(2)開關方式穩(wěn)壓器 調(diào)整元件工作于開關工作狀態(tài)，輸出電壓的自動穩(wěn)壓是靠調(diào)節(jié)調(diào)整元件的飽和導通與截止的時間比值來實現(xiàn)串聯(lián)開關型穩(wěn)壓器：調(diào)整元件與負載相串聯(lián)。優(yōu)點：效率高，可省去電源變壓器，體積小，重量輕，穩(wěn)壓范圍寬，保護電路安全可靠，容量大；缺點：響應速度受開關頻率限制，且易產(chǎn)生噪聲干擾。并聯(lián)開關型穩(wěn)壓器：調(diào)整元件與負載并聯(lián)。優(yōu)缺點與串聯(lián)型基本相同，只是效率更高，電路較復雜。第12頁/共42頁二、集成穩(wěn)壓器的主要參數(shù)(一)特性參數(shù)1.電壓調(diào)整率2.電流調(diào)整率3.輸出阻抗4.紋波抑制比5.輸出電壓的溫度系數(shù)6.輸出噪聲電壓第13頁/共42頁(二)工作參數(shù)電路正常工作的范圍和保證電路正常工

9、作的條件(極限參數(shù))1.最大輸入電壓2.輸出電壓范圍及輸出電壓偏差3.最小與最大輸入輸出電壓差4.最小與最大輸出電流5.最高結(jié)溫第14頁/共42頁集成穩(wěn)壓器使用時應注意以下5點。集成穩(wěn)壓器電路品種很多，從調(diào)整方式上有線性的和開關式的；從輸出方式上有固定和可調(diào)式的。因三端穩(wěn)壓器優(yōu)點比較明顯，使用操作都比較方便，選用時應優(yōu)先考慮。在接人電路之前，一定要分清引腳及其作用，避免接錯時損壞集成塊。輸出電壓大于6v的三端集成穩(wěn)壓器的輸 人、輸出端需接保護二極管，可防止輸入電壓突然降低時，輸出電容迅速放電引起三端集成穩(wěn)壓器的損壞。為確保輸出電壓的穩(wěn)定性，應保證最小輸人輸出電壓差。如三端集成穩(wěn)壓器的最小壓差約

10、2v，一般使用時壓差 應保持在3v以上。同時又要注意最大輸人輸出電壓差范圍不超出規(guī)定范圍。為了擴大輸出電流，三端集成穩(wěn)壓器允許并聯(lián)使用。使用時，要焊接牢固可靠。對要求加散熱裝置的，必須加裝符合要求尺寸的散熱裝置。第15頁/共42頁三、集成穩(wěn)壓器中的基本電路第16頁/共42頁穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路基準電壓源調(diào)整管：T比較放大器：A取樣電路T電路組成第17頁/共42頁VI VO VfVO1 VE VOT穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理第18頁/共42頁開關型穩(wěn)壓電路開關型穩(wěn)壓電路開關型穩(wěn)壓電路由調(diào)整管、濾波電路、比較器、三角波發(fā)生器、比較放大器和基準源等部分構(gòu)成。調(diào)整管比較器濾波電路比較放大器取樣電路

11、第19頁/共42頁開關型穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓原理開關型穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓原理輸出電壓的變化通過取樣電阻輸入到比較放大器的輸入端，通過與基準電壓的比較后放大輸出。當三角波的幅度小于比較放大器的輸出時，比較器輸出高電平，調(diào)整管導通，向電感充電；反之輸出為低電平，調(diào)整管截止，電感通過二極管D D進行放電。穩(wěn)壓過程：VI VO FVOVf Ton VO第20頁/共42頁開關型穩(wěn)壓電路的輸出波形開關型穩(wěn)壓電路的輸出波形開關電源波形圖第21頁/共42頁第二節(jié) 集成穩(wěn)壓器典型電路分析集成穩(wěn)壓電路主要有兩種：線性穩(wěn)壓電路和開關穩(wěn)壓電路。下面主要介紹線性穩(wěn)壓電路。第22頁/共42頁線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理線性串聯(lián)型穩(wěn)

12、壓電路的工作原理(1) (1) 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的構(gòu)成線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的構(gòu)成線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源的工作原理可用圖線性串聯(lián)穩(wěn)壓電源的工作原理可用圖16.0316.03來說明。來說明。 顯然，顯然，V VO O = =V VI I- -V VR R，當，當V VI I增加時，增加時，R R 受控制而增加，受控制而增加，使使V VR R增加，從而在一定程度增加，從而在一定程度上抵消了上抵消了V VI I增加對輸出電壓增加對輸出電壓的影響。若負載電流的影響。若負載電流I IL L增加，增加，R R受控制而減小，使受控制而減小，使V VR R減小，減小，從而在一定程度上抵消了因從而在一定程度上抵消了因I

13、 IL L增加，使增加，使V VI I減小，對輸出減小，對輸出電壓減小的影響。電壓減小的影響。 圖16.03 16.03 串聯(lián)穩(wěn)壓電源 示意圖 圖16.03 16.03 串聯(lián)穩(wěn)壓電源 示意圖第23頁/共42頁2CR1T2TRZV1R2R3RLRIVOV設設R R2 2的下半部分為的下半部分為R R2 2”)()(22332123321BEZOBEZOVVRRRRRVVVRRRRV)(223321BEZOVVRRRRRV穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓原理OV2BEV2CI2CV1BEV1CEVOV可變電阻可變電阻R R是用一個三極管來替代的，控制基極電位，從而就是用一個三極管來替代的，控制基極電位，從而就控制了三

14、極管的管壓降控制了三極管的管壓降V VCECE，V VCECE相當于相當于V VR R。典型電路由。典型電路由調(diào)整管、調(diào)整管、放大環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、基準電壓源放大環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、基準電壓源幾個部分組成。幾個部分組成。第24頁/共42頁 在實際電路中，可變電阻在實際電路中，可變電阻R R是用一個三極管來替代是用一個三極管來替代的，控制基極電位，從而就控制了三極管的管壓降的，控制基極電位，從而就控制了三極管的管壓降V VCECE，V VCECE相當于相當于V VR R。要想輸出電壓穩(wěn)定，必須按電壓。要想輸出電壓穩(wěn)定，必須按電壓負反饋電路的模式來構(gòu)成串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。典型的負反饋電路的模式來構(gòu)成串聯(lián)型穩(wěn)

15、壓電路。典型的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由調(diào)整管、放大環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、調(diào)整管、放大環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、基準電壓源基準電壓源幾個部分組成。幾個部分組成。1R2R3RLROVZVIV+ +- -R1OVfV第25頁/共42頁(2) (2) 線性串聯(lián)型穩(wěn)線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的工作原理壓電源的工作原理1 1輸入電壓變化，輸入電壓變化，負載電流保持不變負載電流保持不變 輸入電壓輸入電壓V VI I的增加，必然會使輸出電壓的增加，必然會使輸出電壓V VO O有所增有所增加，輸出電壓經(jīng)過取樣電路取出一部分信號加，輸出電壓經(jīng)過取樣電路取出一部分信號V Vf f與基準與基準源電壓源電壓V VZ Z比較，獲得誤差信

16、號比較，獲得誤差信號V V。誤差信號經(jīng)放大。誤差信號經(jīng)放大后，用后，用V VO1O1去控制調(diào)整管的管壓降去控制調(diào)整管的管壓降V VCECE增加，從而抵消增加，從而抵消輸入電壓增加的影響。輸入電壓增加的影響。 V VI IV VO OV Vf fV VO1O1V VCECEV VO O1R2R3RLROVZVIV+ +- -R1OVfV第26頁/共42頁2 2負載電流變化，輸入電壓保持不變負載電流變化，輸入電壓保持不變 負載電流負載電流I IL L的增加，必然會使輸入電壓的增加，必然會使輸入電壓V VI I有所減小，有所減小，輸出電壓輸出電壓V VO O必然有所下降，經(jīng)過取樣電路取出一部分信必然

17、有所下降，經(jīng)過取樣電路取出一部分信號號V Vf f與基準源電壓與基準源電壓V VREFREF比較，獲得的誤差信號使比較，獲得的誤差信號使V VO1O1增加，增加，從而使調(diào)整管的管壓降從而使調(diào)整管的管壓降V VCECE下降，從而抵消因下降，從而抵消因I IL L增加，使增加，使輸入電壓減小的影響。輸入電壓減小的影響。 I IL LV VI IV VO OV Vf fV VO1O1V VCECEV VO O3.3.輸出電壓調(diào)節(jié)范圍的計算輸出電壓調(diào)節(jié)范圍的計算VfVzZ23321O)(VRRRRRV調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)R R2 2顯然可以改變輸出電壓。顯然可以改變輸出電壓。1R2R3RLROVZVIV+ +-

18、-R1OVfV第27頁/共42頁 三端集成穩(wěn)壓器(1)(1)概述概述 將串聯(lián)穩(wěn)壓電源和保護電路集成在一起就是集成穩(wěn)將串聯(lián)穩(wěn)壓電源和保護電路集成在一起就是集成穩(wěn)壓器。早期的集成穩(wěn)壓器外引線較多，壓器。早期的集成穩(wěn)壓器外引線較多，現(xiàn)在的集成穩(wěn)壓現(xiàn)在的集成穩(wěn)壓器只有三個：輸入端、輸出端和公共端，稱為三端集成器只有三個：輸入端、輸出端和公共端，稱為三端集成穩(wěn)壓器。穩(wěn)壓器。它的電路符號見圖（它的電路符號見圖（a)a)，外形如圖，外形如圖(b)(b)所示。所示。 圖(a) (a) 集成穩(wěn)壓器符號要特別注意，不同型號，不同封裝的集成穩(wěn)壓器，它們?nèi)齻€電極的位置是不同的，要查手冊確定。圖(b)(b)外形圖 照片

19、第28頁/共42頁 (2) (2) 線性三端集成穩(wěn)壓器的分類線性三端集成穩(wěn)壓器的分類三端集成穩(wěn)壓器有如下幾種：三端集成穩(wěn)壓器有如下幾種：1 1. .三端固定正輸出集成穩(wěn)壓器三端固定正輸出集成穩(wěn)壓器，國標型號國標型號為為CW78-/CW78M-/CW78L-CW78-/CW78M-/CW78L-2.2.三端固定負輸出集成穩(wěn)壓器三端固定負輸出集成穩(wěn)壓器，國標型號國標型號為為CW79-/CW79M-/CW79L-CW79-/CW79M-/CW79L-3.3.三端可調(diào)正輸出集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)正輸出集成穩(wěn)壓器，國標型號國標型號為為CWCW1 117-/CW17-/CW1 117M-/CW17M-/CW1

20、 117L- 17L- CWCW2 217-/CW17-/CW2 217M-/CW17M-/CW2 217L- 17L- CWCW3 317-/CW17-/CW3 317M-/CW17M-/CW3 317L-17L-4.4.三端可調(diào)負輸出集成穩(wěn)壓器三端可調(diào)負輸出集成穩(wěn)壓器，國標型號國標型號為為CWCW1 137-/CW37-/CW1 137M-/CW37M-/CW1 137L- 37L- CWCW2 237-/CW37-/CW2 237M-CW37M-CW2 237L- 37L- CWCW3 337-/CW37-/CW3 337M-/CW37M-/CW3 337L-37L-5.5.三端低壓差集

21、成穩(wěn)壓器三端低壓差集成穩(wěn)壓器6. 6. 大電流三端集成穩(wěn)壓器大電流三端集成穩(wěn)壓器 以上以上1 1-為軍品級為軍品級；2 2-為工業(yè)品級為工業(yè)品級；3 3-為民品級為民品級。 軍品級軍品級為金屬外殼或陶瓷封裝，工作溫度范圍為金屬外殼或陶瓷封裝，工作溫度范圍-55-55150150； 工業(yè)品級工業(yè)品級為金屬外殼或陶瓷封裝，工作溫度范圍為金屬外殼或陶瓷封裝，工作溫度范圍-25-25150150； 民品級民品級多為塑料封裝，工作溫度范圍多為塑料封裝，工作溫度范圍00125125。第29頁/共42頁隨著半導體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應隨著半導體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有

22、體積小，可靠性高，用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小，可靠性高，使用靈活，價格低廉等優(yōu)點。使用靈活，價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端，故稱之為三端集源只有輸入，輸出和公共引出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。成穩(wěn)壓器。本節(jié)主要介紹常用的本節(jié)主要介紹常用的W7800系列系列三端集成穩(wěn)壓三端集成穩(wěn)壓器，其內(nèi)部也是器，其內(nèi)部也是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過熱保護通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過熱保護環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。第30頁/共4

23、2頁第31頁/共42頁1端: 輸入端2端: 公共端3端: 輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形1231端: 公共端2端: 輸入端3端: 輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形123第32頁/共42頁注：注：型號后型號后XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值兩位數(shù)字代表輸出電壓值輸出電壓額定電壓值有:5V、9V、12V 、18V、 24V等 。三端集成穩(wěn)壓器固定式可調(diào)式正穩(wěn)壓W78XX負穩(wěn)壓W79XX第33頁/共42頁 1、輸出為固定電壓的電路應用電路應用電路輸出為固定正壓時的接法如圖所示。注意：輸入與輸出端之間的電壓不得低于3V！+_W7800系列穩(wěn)壓器系列穩(wěn)壓器 基本接線圖基本接線圖CoW7800CIUI+_Uo1320.11 F1F第34頁/共42頁2 、輸出正負電壓的電路正負電壓同時輸出電路正負電壓同時輸出電路W78XXCIUI+ _UO132+ _