三端固定穩(wěn)壓器原理與應用

1、三端固定穩(wěn)壓器原理與應用 三端固定輸出穩(wěn)壓器是將功率調(diào)整管、誤差放大器、取樣電路、保護電路等元器件做在一塊芯片內(nèi)，構成一個由不穩(wěn)定輸入端、穩(wěn)定輸出端和公共接地端的三腳集成電路，由于這種穩(wěn)壓集成電路（以下簡稱穩(wěn)壓IC）只有三個引腳，使用安裝方便，保護功能完善，現(xiàn)市場價格十分低廉，在電子制作、物理實驗、家用電器中，可以代替早期的分立元件穩(wěn)壓電路，制作實用電源和維修替換各類常用的穩(wěn)壓電源，應用相當廣泛。一、 主要參數(shù)：三端固定穩(wěn)壓IC有正輸出和負輸出兩種類型，正輸出穩(wěn)壓IC有W78xx系列，W78Mxx系列，W78Lxx系列，負輸出穩(wěn)壓IC有W79xx系列、W79Mxx系列、W79Lxx系列，最常用

2、的是正輸出大電流的W78xx系列。xx表示穩(wěn)壓值，例如：W7806表示穩(wěn)定輸出電壓為6V，W7812表示穩(wěn)定輸出電壓為12V。它們的主要參數(shù)如附表所示。附表：78、79系列穩(wěn)壓IC主要參數(shù)參數(shù)類型型號最大輸出電流峰值輸出電流固定輸出電壓最高輸入電壓最低輸入電壓備注78系列正輸出W78xx1.5A3.5A5v.6v8v.9v12v.15v18v.24v35VU0+2V(U0<12V時)U0+3V(U0>15V時)功耗超過1W需加散熱片，隨功耗的增加，散熱片的面積、厚度相應增大.W78Mxx0.5A1.5AW78Lxx0.1A0.2A79系列負輸出W79xx1.5A3.5A5v. 6v

3、8v. 9v12v.15v18v.24v35VU0+（2V）(|U0|<12V時)U0+（3V）(|U0|>15V時)W79Mxx0.5A1.5AW79Lxx0.1A0.2A二、工作原理：以78xx系列穩(wěn)壓IC為例（其他穩(wěn)壓IC原理大同小異）簡述其工作原理。它是一種串聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器，原理方框圖如圖（1），它與一般分立元件組成的穩(wěn)壓器的電路結構、工作原理（原理方框圖如圖（2）是十分相似的，不同的是增加了啟動電路，恒流源以及各種保護電路（相同部分本文不再敘述）。下面簡述增加部分的原理、作用。 電源接通后，啟動電路工作，為恒流源、基準電壓、比較放大電路建立工作點（當正常工作后啟動電路不起

4、作用）。恒流源的設置，為基準電壓和比較放大電路提供了穩(wěn)定的工作條件，使其不受輸入電壓的影響，保證穩(wěn)壓IC能在較大的電壓變化范圍內(nèi)正常工作。短路、過流保護電路是由RA與內(nèi)電路組成、當輸出電流超過額定值時，流過RA的電流所產(chǎn)生的壓降將超過0.6 V，內(nèi)部相關電路導通工作，使調(diào)整管基極電流減小，從而使輸出電流減小。過熱保護電路是由芯片內(nèi)具有正溫度系數(shù)的擴散電阻和具有負溫度系數(shù)的PN結構成，當溫度較低時不影響調(diào)整管工作，當芯片溫度超過臨界值時，相關電路工作，控制調(diào)整管基極，使輸出電流減小，芯片功耗降低，溫度降低，達到過熱保護之目的。安全工作區(qū)保護電路是把調(diào)整管的c.e極管壓降設置在7V左右，當輸入電壓

5、高于輸出電壓過多時，相關電路工作從而限制調(diào)整管的工作電流，保證它處于安全工作區(qū)。RB的設置是使穩(wěn)壓IC有合適的靜態(tài)電流，保證各功能電路在輸出空載時也能正常工作。三、應用及注意事項1、恒壓輸出電路： 78xx系列和79xx系列穩(wěn)壓器最基本的應用如圖（3），其中（a）為正輸出，（b）為負輸出，（c）為含降壓、整流、濾波電路在內(nèi)的完整的穩(wěn)壓電路，輸出電壓為6V，最大輸出電流1.5A,可滿足學生實驗及6V供電的收錄機用。 2、恒流輸出電路： 在許多場合要用恒流電源，用穩(wěn)壓IC制作的恒流源性能穩(wěn)定可靠。在穩(wěn)壓IC的輸出端與公共端間接一電阻R，當R的值選定之后，電流的值I=U0/R就恒定不變。圖（4）是用

6、穩(wěn)壓IC制作的鎳鎘電池充電器，無論充電電池是一節(jié)還是多節(jié)串聯(lián)，其充電電流均保持I=5V/50=0.1A不變。 3、升壓電路與降壓電路當實際需要的電壓不恰好等于固定輸出電壓時，可采用提高公共腳電壓的辦法以升高輸出電壓或在輸出端串聯(lián)二極管的辦法以降低輸出電壓。圖（5）為升壓電路，（a）中公共腳不接地，而是接R1、R2 的分壓點，V0由R1、R2 的比值決定，在實際應用中，R1、R2可以是5K10K電位器被中心抽頭所分割的值，這樣輸出電壓可630V連續(xù)可調(diào)。（b）是用硅二極管的正向壓降（小電流時約為0.6V）抬高公共端電位以提高輸出電壓。當升壓值較大時，可用合適的穩(wěn)壓管接在公共端。圖（6）為降壓電路

7、，用三個整流二極管的正向壓降可使W7805穩(wěn)壓塊獲得3V穩(wěn)壓輸出。4、擴流電路：當穩(wěn)壓電源需要大于1.5A的輸出電流時，可用外加大功率管擴流的辦法來解決，如圖（7）.(a)所示。由于大功率管be結有0.7V的壓降，所以在穩(wěn)壓器的公共端接二極管D被提高0.7V，這樣就不影響12V輸出電壓。圖（7）.(b).是采用兩塊穩(wěn)壓IC并聯(lián)擴流。二極管D1、D2是起隔離作用，防止穩(wěn)壓IC內(nèi)部性能不完全一樣而發(fā)生電流倒灌現(xiàn)象，二極管D3是提高0.7V，以彌補D1、D2的降壓，保證輸出電壓U0穩(wěn)定在額定值上。5、使用注意事項： （1）不同類型的穩(wěn)壓IC管腳排列不同，既是同種類型例如W78xx系列也有塑封和金封形式，所以使用前一定要了解它的管腳排列，以防接錯損壞。最常用的78xx系列穩(wěn)壓IC管腳排列如圖（8），（a）為金屬封裝，（b）為塑封。（2）一般要求穩(wěn)壓IC的輸入輸出壓差|Ui-U0|不小于2V，壓差過小，穩(wěn)壓IC起不到穩(wěn)壓作用，壓差過大，穩(wěn)壓IC本身消耗的功率增大。實際運用中，一般選擇|Ui-U0|=2.5V4V，并加裝合適的散熱片。所需散熱片的面積與計算大功率管散熱片的方法相似。實際工作中的穩(wěn)壓IC，散熱片溫度以不小于70（有點燙手，但能摸得?。檩^好。（3）因穩(wěn)壓IC內(nèi)部放大級數(shù)多，增益高，在分布電容、電感作用下，易產(chǎn)生高頻振蕩，影響