直流穩(wěn)壓電路課件

第7章直流穩(wěn)壓電路

1.直流電源的組成小功率直流電源一般由交流電源、變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路幾部分組成，如圖7.1所示。在電路中，變壓器將常規(guī)的交流電壓（220V、380V）變換成所需要的交流電壓；整流電路將交流電壓變換成單方向脈動(dòng)的直流電；濾波電路再將單方向脈動(dòng)的直流電中所含的大部分交流成分濾掉，得到一個(gè)較平滑的直流電；穩(wěn)壓電路用來消除由于電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載改變對(duì)其產(chǎn)生的影響，從而使輸出電壓穩(wěn)定。第7章直流穩(wěn)壓電路1.直流電源的組1圖7.1直流電源電路的組成框圖圖7.1直流電源電路的組成框圖2

2.直流電源演示演示電路如圖7.2所示,在圖7.2(a)電路中,變壓器的初級(jí)接220V交流電源,用示波器觀察ab間的波形如圖7.3(a)所示,觀察1~0間的波形如圖7.3(b)所示，合上開關(guān)S,再用示波器觀察1~0間的波形如圖7.3(c)所示,如果加上穩(wěn)壓部分,如圖7.2(b)所示,用示波器觀察2~0間的波形如圖7.3(d)所示。通過各點(diǎn)波形的測(cè)量，我們看到穩(wěn)壓電源是將交流電逐步改變成一個(gè)平滑的直流電。那么，直流電源各部分電路是如何工作的呢？下面將分析其工作原理。2.直流電源演示3圖7.2直流電源演示（a）簡易直流電源；（b）直流電源圖7.2直流電源演示4

圖7.3各點(diǎn)電壓波形

圖7.3各點(diǎn)電壓波形5

7.1整流及濾波電路

7.2直流穩(wěn)壓電路

7.1整流及濾波電路67.1整流及濾波電路

7.1.1電路組成及工作原理圖7.4是單相半波整流電路，它由整流變壓器T、整流二極管V及負(fù)載RL組成。單相半波整流電路及電壓、電流的波形如圖7.5所示,即7.1整流及濾波電路7.1.1電路組成及工作7

圖7.4單相半波整流電路

圖7.4單相半波整流電路8圖7.5單相半波整流電路電壓與電流的波形圖7.5單相半波整流電路電壓與9

7.1.2整流電路的主要技術(shù)指標(biāo)1.輸出電壓平均值在圖7.5所示波形電路中，負(fù)載上得到的整流電壓是單方向的，但其大小是變化的，是一個(gè)單向脈動(dòng)的電壓，由此可求出其平均電壓值為(7—2)2.流過二極管的平均電流iV

由于流過負(fù)載的電流就等于流過二極管的電流，所以7.1.2整流電路的主要技術(shù)指標(biāo)103.二極管承受的最高反向電壓URM在二極管不導(dǎo)通期間，承受反壓的最大值就是變壓器次級(jí)電壓u2的最大值，即（7—3）

（7—4）3.二極管承受的最高反向電壓UR11

4.脈動(dòng)系數(shù)S脈動(dòng)系數(shù)S是衡量整流電路輸出電壓平滑程度的指標(biāo)。由于負(fù)載上得到的電壓Uo是一個(gè)非正弦周期信號(hào)，可用付氏級(jí)數(shù)展開為脈動(dòng)系數(shù)的定義為最低次諧波的峰值與輸出電壓平均值之比，即（7—5）(7—6)單相半波整流電路的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但輸出電壓的平均值低、脈動(dòng)系數(shù)大。4.脈動(dòng)系數(shù)S脈12

7.1.3單相橋式整流電路為了克服半波整流電路電源利用率低，整流電壓脈動(dòng)程度大的缺點(diǎn)，常采用全波整流電路，最常用形式是橋式整流電路。它由四個(gè)二極管接成電橋形式，如圖7.6所示。7.1.3單相橋式整流電路13

1.電路組成及工作原理在圖7.6（a）所示電路中，當(dāng)變壓器次級(jí)電壓u2為上正下負(fù)時(shí)，二極管V1和V3導(dǎo)通，V2和V4截止，電流i1的通路為a→V1→RL→V3→b，這時(shí)負(fù)載電阻RL上得到一個(gè)正弦半波電壓如圖7.7中（0~π）段所示。當(dāng)變壓器次級(jí)電壓u2為上負(fù)下正時(shí)，二極管V1和V3反向截止，V2和V4導(dǎo)通，電流i2的通路為b→V2→RL→V4→a，同樣，在負(fù)載電阻上得到一個(gè)正弦半波電壓，如圖7.7中（π~2π）段所示。1.電路組成及工作原理14圖7.6單相橋式整流電路組成

圖7.6單相橋式整流電路組成15圖7.6單相橋式整流電路組成

圖7.6單相橋式整流電路組成16圖7.6單相橋式整流電路組成

圖7.6單相橋式整流電路組成17圖7.6單相橋式整流電路組成

圖7.6單相橋式整流電路組成18圖7.7單相橋式整流電路電壓與電流波形圖7.7單相橋式整流電路19

2.技術(shù)指標(biāo)計(jì)算及分析

（1）輸出電壓平均值Uo。由以上分析可知，橋式整流電路的整流電壓平均值Uo比半波整流時(shí)增加一倍，即（7—7）（2）直流電流Io。橋式整流電路通過負(fù)載電阻的直流電流也增加一倍，即（7—8）2.技術(shù)指標(biāo)計(jì)算及分析（7—7）20（3）二極管的平均電流iV。因?yàn)槊績蓚€(gè)二極管串聯(lián)輪換導(dǎo)通半個(gè)周期，因此，每個(gè)二極管中流過的平均電流只有負(fù)載電流的一半，即（7—9）（4）二極管承受的最高反向電壓URM。由圖7.6（a）可以看出，當(dāng)V1和V3導(dǎo)通時(shí)，如果忽略二極管正向壓降，此時(shí)，V2和V4的陰極接近于a點(diǎn)，陽極接近于b點(diǎn)，二極管由于承受反壓而截止，其最高反壓為u2的峰值，即（3）二極管的平均電流iV。因?yàn)槊績蓚€(gè)二21(5)脈動(dòng)系數(shù)S。全波橋式整流輸出電壓uo的付氏級(jí)數(shù)展開式為（7—10）即(5)脈動(dòng)系數(shù)S。全波橋式整流輸出電壓22由以上分析可知，單相橋式整流電路，在變壓器次級(jí)電壓相同的情況下，輸出電壓平均值高、脈動(dòng)系數(shù)小，管子承受的反向電壓和半波整流電路一樣。雖然二極管用了四只，但小功率二極管體積小，價(jià)格低廉，因此全波橋式整流電路得到了廣泛的應(yīng)用。由以上分析可知，單相橋式整流電路，在23

7.1.4濾波電路整流輸出的電壓是一個(gè)單方向脈動(dòng)電壓，雖然是直流，但脈動(dòng)較大，在有些設(shè)備中不能適應(yīng)（如電鍍和蓄電池充電等設(shè)備）。為了改善電壓的脈動(dòng)程度，需在整流后再加入濾波電路。常用的濾波電路有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波等。7.1.4濾波電路24

1.電容濾波電路圖7.8所示為一單相半波整流電容濾波電路，由于電容兩端電壓不能突變，因而負(fù)載兩端的電壓也不會(huì)突變，使輸出電壓得以平滑，達(dá)到濾波目的。;濾波過程及波形如圖7.9所示。1.電容濾波電路25圖7.8單相半波整流電容濾波電路圖7.8單相半波整流電容濾波電路26圖7.9電容濾波原理及輸出波形圖7.9電容濾波原理及輸出波形27在u2的正半周時(shí)，二極管V導(dǎo)通，忽略二極管正向壓降，則uo=u2，這個(gè)電壓一方面給電容充電，一方面產(chǎn)生負(fù)載電流Io，電容C上的電壓與u2同步增長，當(dāng)u2達(dá)到峰值后，開始下降，UC＞u2，二極管截止，如圖7.9中的A點(diǎn)。之后，電容C以指數(shù)規(guī)律經(jīng)RL放電，UC下降。當(dāng)放電到B點(diǎn)時(shí)，u2經(jīng)負(fù)半周后又開始上升，當(dāng)u2＞UC時(shí)，電容再次被充電到峰值。UC降到C點(diǎn)以后，電容C再次經(jīng)RL放電，通過這種周期性充放電，以達(dá)到濾波效果。在u2的正半周時(shí)，二極管V導(dǎo)通，忽略28由于電容的不斷充放電，使得輸出電壓的脈動(dòng)性減小，而且輸出電壓的平均值有所提高。輸出電壓平均值Uo的大小，顯然與RL、C的大小有關(guān)，RL愈大，C愈大，電容放電愈慢，Uo愈高。在極限情況下，當(dāng)RL=∞時(shí)，Uo=UC=U2，不再放電。當(dāng)RL很小時(shí)，C放電很快，甚至與u2同步下降，則Uo=0.9U2，RL、C對(duì)輸出電壓的影響如圖7.9中虛線所示。可見電容濾波電路適用于負(fù)載較小的場(chǎng)合。當(dāng)滿足RLC≥（3~5）T/2時(shí)，則輸出電壓的平均值為（7—12）（7—11）其中T為交流電源電壓的周期。由于電容的不斷充放電，使得輸出電壓的29利用電容濾波時(shí)應(yīng)注意下列問題：(1)濾波電容容量較大，一般用電解電容，應(yīng)注意電容的正極性接高電位，負(fù)極性接低電位。如果接反則容易擊穿、爆裂。（2）開始時(shí)，電容C上的電壓為零，通電后電源經(jīng)整流二極管給C充電。通電瞬間二極管流過短路電流，稱浪涌電流。一般是正常工作電流Io的（5~7）倍，所以選二極管參數(shù)時(shí)，正向平均電流的參數(shù)應(yīng)選大一些。同時(shí)在整流電路的輸出端應(yīng)串一個(gè)阻值約為（0.02~0.01）R的電阻，以保護(hù)整流二極管。利用電容濾波時(shí)應(yīng)注意下列問題：30

2.電感濾波及復(fù)式濾波電路（1）電感濾波電路。由于通過電感的電流不能突變，用一個(gè)大電感與負(fù)載串聯(lián),流過負(fù)載的電流也就不能突變，電流平滑，輸出電壓的波形也就平穩(wěn)了。其實(shí)質(zhì)是因?yàn)殡姼袑?duì)交流呈現(xiàn)很大的阻抗，頻率愈高，感抗越大，則交流成分絕大部分降到了電感上,若忽略導(dǎo)線電阻，電感對(duì)直流沒有壓降，即直流均落在負(fù)載上，達(dá)到了濾波目的。電感濾波電路如圖7.10所示。在這種電路中，輸出電壓的交流成分是整流電路輸出電壓的交流成分經(jīng)XL和RL分壓的結(jié)果，只有ωL>>RL時(shí)，濾波效果才好。2.電感濾波及復(fù)式濾波電路31圖7.10帶電感濾波器的橋式整流電路圖圖7.10帶電感濾波器的橋式整流電路圖32（2）輸出電壓平均值Uo。一般小于全波整流電路輸出電壓的平均值，如果忽略電感線圈的銅阻，則Uo≈0.9U2。雖然電感濾波電路對(duì)整流二極管沒有電流沖擊，但為了使L值大，多用鐵芯電感，但體積大、笨重，且輸出電壓的平均值Uo較低。（3）復(fù)式濾波電路。為了進(jìn)一步減小輸出電壓的脈動(dòng)程度，可以用電容和鐵芯電感組成各種形式的復(fù)式濾波電路。電感型LC濾波電路如圖7.11所示。整流輸出電壓中的交流成分絕大部分降落在電感上，電容C又對(duì)交流接近于短路，故輸出電壓中交流成分很少，幾乎是一個(gè)平滑（2）輸出電壓平均值Uo。一般小于全波33圖7.11橋式整流電感型LC濾波電路

圖7.11橋式整流電感型LC濾波電路34的直流電壓。由于整流后先經(jīng)電感L濾波，總特性與電感濾波電路相近，故稱為電感型LC濾波電路，若將電容C平移到電感L之前，則為電容型LC濾波電路。的直流電壓。由于整流后先經(jīng)電感L濾波，總特性與電感35（4）Π型濾波電路。圖7.12所示為LCΠ型濾波電路。整流輸出電壓先經(jīng)電容C1，濾除了交流成分后，再經(jīng)電感L上濾波電容C2上的交流成分極少，因此輸出電路幾乎是平直的直流電壓。但由于鐵芯電感體積大、笨重、成本高、使用不便。因此，在負(fù)載電流不太大而要求輸出脈動(dòng)很小的場(chǎng)合，可將鐵芯電感換成電阻，即RCΠ型濾波電路。電阻R對(duì)交流和直流成分均產(chǎn)生壓降，故會(huì)使輸出電壓下降，但只要RL>>1/(ωC2)，電容C1濾波后的輸出電壓絕大多數(shù)降在電阻RL上。RL愈大，C2愈大，濾波效果愈好。（4）Π型濾波電路。圖7.12所示為LCΠ36圖7.12Π型濾波電路（a）LCΠ型濾波電路;（b）RCΠ型濾波電路圖7.12Π型37圖7.12Π型濾波電路（a）LCΠ型濾波電路;（b）RCΠ型濾波電路圖7.12Π型387.2直流穩(wěn)壓電路通過整流濾波電路所獲得的直流電源電壓是比較穩(wěn)定的，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變化時(shí)，輸出電壓會(huì)隨之改變。電子設(shè)備一般都需要穩(wěn)定的電源電壓。如果電源電壓不穩(wěn)定，將會(huì)引起直流放大器的零點(diǎn)漂移，交流噪聲增大，測(cè)量儀表的測(cè)量精度降低等。因此必須進(jìn)行穩(wěn)壓，目前中小功率設(shè)備中廣泛采用的穩(wěn)壓電源有并聯(lián)型穩(wěn)壓電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路、集成穩(wěn)壓電路及開關(guān)型穩(wěn)壓電路。7.2直流穩(wěn)壓電路通過整流濾波39

7.2.1硅穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路1.電路組成及工作原理硅穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖7.13所示，經(jīng)整流濾波后得到的直流電壓作為穩(wěn)壓電路的輸入電壓Ui，限流電阻R和穩(wěn)壓管V組成穩(wěn)壓電路，輸出電壓Uo=UZ。7.2.1硅穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路40

圖7.13穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的直流電源電路

圖7.13穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的直流電源電路41在這種電路中，不論是電網(wǎng)電壓波動(dòng)還是負(fù)載電阻RL的變化，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路都能起到穩(wěn)壓作用，因?yàn)閁Z基本恒定，而Uo=UZ。下面從兩個(gè)方面來分析其穩(wěn)壓原理：（1）設(shè)RL不變，電網(wǎng)電壓升高使Ui升高，導(dǎo)致Uo升高，而Uo=UZ。根據(jù)穩(wěn)壓管的特性，當(dāng)UZ升高一點(diǎn)時(shí)，IZ將會(huì)顯著增加，這樣必然使電阻R上的壓降增大，吸收了Ui的增加部分，從而保持Uo不變。在這種電路中，不論是電網(wǎng)電壓波動(dòng)還42反之亦然。反之亦然。43（2）設(shè)電網(wǎng)電壓不變，當(dāng)負(fù)載電阻RL阻值增大時(shí)，IL減小，限流電阻R上壓降UR將會(huì)減小。由于Uo=UZ=Ui-UR，所以導(dǎo)致Uo升高，即UZ升高，這樣必然使IZ顯著增加。由于流過限流電阻R的電流為IR=IZ+IL，這樣可以使流過R上的電流基本不變，導(dǎo)致壓降UR基本不變，則Uo也就保持不變。（2）設(shè)電網(wǎng)電壓不變，當(dāng)負(fù)載電阻RL阻44反之亦然。在實(shí)際使用中,這兩個(gè)過程是同時(shí)存在的，而兩種調(diào)整也同樣存在。因而無論電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化，都能起到穩(wěn)壓作用。反之亦然。45

2.穩(wěn)壓電路參數(shù)確定（1）限流電阻的計(jì)算。穩(wěn)壓電路要輸出穩(wěn)定電壓，必須保證穩(wěn)壓管正常工作。因此必須根據(jù)電網(wǎng)電壓和負(fù)載電阻RL的變化范圍,正確地選擇限流電阻R的大小。從兩個(gè)極限情況考慮，則有①當(dāng)Ui為最小值，Io達(dá)到最大值時(shí)，即

Ui=Uimin，Io=Iomax,這時(shí)IR=(Uimin-UZ)/R。則IZ=IR-Iomax為最小值。為了讓穩(wěn)壓管進(jìn)入穩(wěn)壓區(qū)，此時(shí)IZ值應(yīng)大于IZmin，即IZ=(Uimin-UZ)/R-Iomax＞IZmin,則2.穩(wěn)壓電路參數(shù)確定46②當(dāng)Ui達(dá)最大值，Io達(dá)最小值時(shí)，Ui=Uimax，

Io=Iomin,這時(shí)IR=(Uimax-UZ)/R，則IZ=IR-Iomin為最大值。為了保證穩(wěn)壓管安全工作，此時(shí)IZ值應(yīng)小于IZmax，即IZ=(Uimax-UZ)/R-Iomin＜IZmax，則所以限流電阻R的取值范圍為(7—13)在此范圍內(nèi)選一個(gè)電阻標(biāo)準(zhǔn)系列中的規(guī)格電阻。②當(dāng)Ui達(dá)最大值，Io達(dá)最小值時(shí)，47（2）確立穩(wěn)壓管參數(shù)。一般?。?—14）（2）確立穩(wěn)壓管參數(shù)。一般?。?—14）48

7.2.2串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路并聯(lián)型穩(wěn)壓電路可以使輸出電壓穩(wěn)定，但穩(wěn)壓值不能隨意調(diào)節(jié)，而且輸出電流很小，由式7.14可知，

Iomax=（1/3~2/3）IZmax，而IZmax一般只有20~40mA。為了加大輸出電流，使輸出電壓可調(diào)節(jié)，常用串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路,如圖7.14所示。7.2.2串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路49圖7.14串聯(lián)型穩(wěn)壓電路（a）分立元件的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路;（b）運(yùn)算放大器的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

50圖7.14串聯(lián)型穩(wěn)壓電路（a）分立元件的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路;（b）運(yùn)算放大器的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

51圖7.14（a）是由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，可能使輸出電壓Uo上升或下降。為了使輸出電壓Uo不變，可以利用負(fù)反饋原理使其穩(wěn)定。假設(shè)因某種原因使輸出電壓Uo上升，其穩(wěn)壓過程為Uo↑→Ub2↑→Ub1（Uc2）↓→Uo↓。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的輸出電壓可由Rp進(jìn)行調(diào)節(jié)。（7—15）式中，R=R1+Rp+R2,R′p是RP的下半部分阻值。圖7.14（a）是由分立元件組成的52如果將圖7.14（a）中的放大元件改成集成運(yùn)放，不但可以提高放大倍數(shù)，而且能提高靈敏度，這樣就構(gòu)成了由運(yùn)算放大器組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，電路如圖7.14（b）所示。假設(shè)因某種原因使輸出電壓Uo下降，其穩(wěn)壓過程為Uo↓→U-↓→Ub1↑→Uo↑。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路包括四大部分，其組成框圖如圖7.15所示。如果將圖7.14（a）中的放大元件改53

圖7.15串聯(lián)型穩(wěn)壓電路組成框圖

圖7.15串聯(lián)型穩(wěn)壓電路組成框圖54

7.2.3集成穩(wěn)壓器及應(yīng)用集成穩(wěn)壓器將取樣、基準(zhǔn)、比較放大、調(diào)整及保護(hù)環(huán)節(jié)集成于一個(gè)芯片，按引出端不同可分為三端固定式、三端可調(diào)式和多端可調(diào)式等。三端穩(wěn)壓器有輸入端、輸出端和公共端（接地）三個(gè)接線端點(diǎn)，由于它所需外接元件較少，便于安裝調(diào)試，工作可靠，因此在實(shí)際使用中得到廣泛應(yīng)用。其外形如圖7.16所示。7.2.3集成穩(wěn)壓器及應(yīng)用55

圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖（a）三端固定式；（b）三端可調(diào)式圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖56

圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖（a）三端固定式；（b）三端可調(diào)式圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖57

圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖（a）三端固定式；（b）三端可調(diào)式圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖58

圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖（a）三端固定式；（b）三端可調(diào)式圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖59

1.固定輸出的三端穩(wěn)壓器常用的三端固定穩(wěn)壓器有7800系列、7900系列，其外型如圖7.16（a）所示。型號(hào)中78表示輸出為正電壓值，79表示輸出為負(fù)電壓值，00表示輸出電壓的穩(wěn)定值。根據(jù)輸出電流的大小不同，又分為CW78系列，最大輸出電流1~1.5A；CW78M00系列，最大輸出電流0.5A；CW78L00系列，最大輸出電流100mA左右，7800系列輸出電壓等級(jí)有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V，7900系列有-5V、-6V、-9V、-12V、-15V、-18V、-24V。如CW7815，表明輸出+15V電壓，輸出電流可達(dá)1.5A，CW79M12，表明輸出-12V電壓，輸出電流為-0.5A1.固定輸出的三端穩(wěn)壓器60

2.三端可調(diào)輸出穩(wěn)壓器前面介紹78、79系列集成穩(wěn)壓器，只能輸出固定電壓值，在實(shí)際應(yīng)用中不太方便。CW117、CW217、CW317、CW337和CW337L系列為可調(diào)輸出穩(wěn)壓器，其外型如圖7.16（b）所示。在圖7.16所示電路中CW317是三端可調(diào)式正電壓輸出穩(wěn)壓器，而CW337是三端可調(diào)式負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓器。三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器輸出電壓為1.25~37V，輸出電流可達(dá)1.5A。2.三端可調(diào)輸出穩(wěn)壓器61CW317的基本應(yīng)用電路如圖7.17所示，它只需外接兩個(gè)電阻(R1和RP)來確定輸出電壓。為了使電路正常工作，它的輸出電流不應(yīng)小于5mA，調(diào)節(jié)端①的電流約為50μA，輸出電壓的表達(dá)式為（7—16）（7—17）在上式中RP阻值很小,可忽略，由此可得圖7.17所示電路中C1為預(yù)防自激振蕩產(chǎn)生,C2用來改善輸出電壓波形。CW317的基本應(yīng)用電路如圖7.162

圖7.17可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源圖7.17可調(diào)輸出穩(wěn)壓電源633.三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用1）輸出固定電壓應(yīng)用電路輸出固定電壓的應(yīng)用電路如圖7.18所示，其中圖（a）為輸出固定正電壓，圖（b）為輸出固定負(fù)電壓，圖中Ci用以抵消輸入端因接線較長而產(chǎn)生的電感效應(yīng)。為防止自激振蕩，其取值范圍在0.1~1μF之間（若接線不長時(shí)可不用），Co用以改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，一般取1μF左右，其作用是減少高頻噪聲。3.三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用64圖7.18固定輸出的穩(wěn)壓電路（a）輸出固定正電壓;（b）輸出固定負(fù)電壓圖7.18固定輸出的穩(wěn)壓電路65圖7.18固定輸出的穩(wěn)壓電路（a）輸出固定正電壓;（b）輸出固定負(fù)電壓圖7.18固定輸出的穩(wěn)壓電路662）輸出正、負(fù)電壓穩(wěn)壓電路當(dāng)需要正、負(fù)兩組電源輸出時(shí)，可采用W7800系列和W7900系列各一塊，按圖7.19接線，即可得到正負(fù)對(duì)稱的兩組電源。2）輸出正、負(fù)電壓穩(wěn)壓電路67

圖7.19正負(fù)對(duì)稱輸出穩(wěn)壓電路

圖7.19正負(fù)對(duì)稱輸68

7.2.4開關(guān)型穩(wěn)壓電路簡介串聯(lián)型穩(wěn)壓器中的調(diào)整管工作在放大區(qū)，由于負(fù)載電流連續(xù)通過調(diào)整管，因此管子功率損耗大，電源效率低，一般只有20%~24%。若用開關(guān)型穩(wěn)壓電路，它可使調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，管子損耗很小，效率可提高到60%~80%，甚至可高達(dá)90%以上。開關(guān)型穩(wěn)壓電路如圖7.20所示。7.2.4開關(guān)型穩(wěn)壓電路簡介69

圖7.20開關(guān)型穩(wěn)壓電路及波形（a）開關(guān)型穩(wěn)壓電路;（b）波形

圖7.20開關(guān)型穩(wěn)壓電路及70

1.開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理開關(guān)型穩(wěn)壓電路就是把串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的調(diào)整管，由線性工作狀態(tài)改成開關(guān)工作狀態(tài)，如圖7.20（a）所示。方波發(fā)生器為一開關(guān)信號(hào)發(fā)生器，當(dāng)它輸出高電平時(shí)，V管飽合導(dǎo)通；當(dāng)它輸出低電平時(shí)，V管截止。輸出電壓波形如圖7.20（b）所示。其中導(dǎo)通時(shí)間ton與開關(guān)周期Tn之比定義為占空比D，即（7—18）輸出電壓平均值為（7—19)1.開關(guān)型穩(wěn)壓電路的工作原理（7—71式中，ton為調(diào)整管的導(dǎo)通時(shí)間，toff為調(diào)整管的截止時(shí)間，Tn為調(diào)整管的開關(guān)周期，D為調(diào)整管的占空比。對(duì)于一定的輸入電壓Ui，通過調(diào)節(jié)占空比，即可調(diào)節(jié)輸出電壓Uo。調(diào)節(jié)占空比的方法有兩種：一種是固定開關(guān)的頻率來改變脈沖的寬度ton，稱為脈寬調(diào)制型開關(guān)電源，用PWM表示；另一種是固定脈沖寬度而改變開關(guān)周期，稱為脈沖頻率調(diào)制型開關(guān)電源，用PFM表示。式中，ton為調(diào)整管的導(dǎo)通時(shí)間，toff為調(diào)整管的截72

2.開關(guān)型穩(wěn)壓電路應(yīng)用實(shí)例圖7.21所示為一PWM型開關(guān)電源，該電路用反饋環(huán)路來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，在取樣、比較放大環(huán)節(jié)后，再加入一個(gè)脈寬調(diào)節(jié)器PWM。它可將比較放大后的輸出電壓量轉(zhuǎn)換成與固定頻率相應(yīng)脈寬的脈沖序列，而產(chǎn)生一個(gè)固定頻率的脈沖，其脈沖寬度根據(jù)比較放大器的輸出電壓量而改變。2.開關(guān)型穩(wěn)壓電路應(yīng)用實(shí)例73脈寬調(diào)制器產(chǎn)生一串矩形脈沖，當(dāng)脈沖是低電平時(shí)，V2截止，Ii全部流過V1而飽和導(dǎo)通；當(dāng)脈沖是高電平時(shí)，V2飽和導(dǎo)通，使開關(guān)管V1截止。這樣開關(guān)電源向負(fù)載提供的能量是斷續(xù)的。為了使負(fù)載得到連續(xù)的能量供給，開關(guān)型穩(wěn)壓電源還必須有一套平波裝置。當(dāng)V1飽和導(dǎo)通時(shí)，續(xù)流二極管截止，此時(shí)A點(diǎn)的電位近似等于輸入電壓，即UA≈Ui，這時(shí)電感L儲(chǔ)能，電容C充電，同時(shí)給負(fù)載提供能量輸出。當(dāng)V截止時(shí)，電感釋放能量，電容放電。適當(dāng)選擇C和L值，可在V1關(guān)斷期間保證負(fù)載電流連續(xù)。圖7.22所示為開關(guān)型電源的組成框圖。脈寬調(diào)制器產(chǎn)生一串矩形脈沖，當(dāng)脈沖是74

圖7.21脈寬調(diào)制型開關(guān)電源圖

圖7.21脈寬調(diào)制型開關(guān)電源圖75

圖7.22開關(guān)電源的組成框圖

圖7.22開關(guān)電源的組成框圖76第7章直流穩(wěn)壓電路

1.直流電源的組成小功率直流電源一般由交流電源、變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路幾部分組成，如圖7.1所示。在電路中，變壓器將常規(guī)的交流電壓（220V、380V）變換成所需要的交流電壓；整流電路將交流電壓變換成單方向脈動(dòng)的直流電；濾波電路再將單方向脈動(dòng)的直流電中所含的大部分交流成分濾掉，得到一個(gè)較平滑的直流電；穩(wěn)壓電路用來消除由于電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載改變對(duì)其產(chǎn)生的影響，從而使輸出電壓穩(wěn)定。第7章直流穩(wěn)壓電路1.直流電源的組77圖7.1直流電源電路的組成框圖圖7.1直流電源電路的組成框圖78

2.直流電源演示演示電路如圖7.2所示,在圖7.2(a)電路中,變壓器的初級(jí)接220V交流電源,用示波器觀察ab間的波形如圖7.3(a)所示,觀察1~0間的波形如圖7.3(b)所示，合上開關(guān)S,再用示波器觀察1~0間的波形如圖7.3(c)所示,如果加上穩(wěn)壓部分,如圖7.2(b)所示,用示波器觀察2~0間的波形如圖7.3(d)所示。通過各點(diǎn)波形的測(cè)量，我們看到穩(wěn)壓電源是將交流電逐步改變成一個(gè)平滑的直流電。那么，直流電源各部分電路是如何工作的呢？下面將分析其工作原理。2.直流電源演示79圖7.2直流電源演示（a）簡易直流電源；（b）直流電源圖7.2直流電源演示80

圖7.3各點(diǎn)電壓波形

圖7.3各點(diǎn)電壓波形81

7.1整流及濾波電路

7.2直流穩(wěn)壓電路

7.1整流及濾波電路827.1整流及濾波電路

7.1.1電路組成及工作原理圖7.4是單相半波整流電路，它由整流變壓器T、整流二極管V及負(fù)載RL組成。單相半波整流電路及電壓、電流的波形如圖7.5所示,即7.1整流及濾波電路7.1.1電路組成及工作83

圖7.4單相半波整流電路

圖7.4單相半波整流電路84圖7.5單相半波整流電路電壓與電流的波形圖7.5單相半波整流電路電壓與85

7.1.2整流電路的主要技術(shù)指標(biāo)1.輸出電壓平均值在圖7.5所示波形電路中，負(fù)載上得到的整流電壓是單方向的，但其大小是變化的，是一個(gè)單向脈動(dòng)的電壓，由此可求出其平均電壓值為(7—2)2.流過二極管的平均電流iV

由于流過負(fù)載的電流就等于流過二極管的電流，所以7.1.2整流電路的主要技術(shù)指標(biāo)863.二極管承受的最高反向電壓URM在二極管不導(dǎo)通期間，承受反壓的最大值就是變壓器次級(jí)電壓u2的最大值，即（7—3）

（7—4）3.二極管承受的最高反向電壓UR87

4.脈動(dòng)系數(shù)S脈動(dòng)系數(shù)S是衡量整流電路輸出電壓平滑程度的指標(biāo)。由于負(fù)載上得到的電壓Uo是一個(gè)非正弦周期信號(hào)，可用付氏級(jí)數(shù)展開為脈動(dòng)系數(shù)的定義為最低次諧波的峰值與輸出電壓平均值之比，即（7—5）(7—6)單相半波整流電路的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但輸出電壓的平均值低、脈動(dòng)系數(shù)大。4.脈動(dòng)系數(shù)S脈88

7.1.3單相橋式整流電路為了克服半波整流電路電源利用率低，整流電壓脈動(dòng)程度大的缺點(diǎn)，常采用全波整流電路，最常用形式是橋式整流電路。它由四個(gè)二極管接成電橋形式，如圖7.6所示。7.1.3單相橋式整流電路89

1.電路組成及工作原理在圖7.6（a）所示電路中，當(dāng)變壓器次級(jí)電壓u2為上正下負(fù)時(shí)，二極管V1和V3導(dǎo)通，V2和V4截止，電流i1的通路為a→V1→RL→V3→b，這時(shí)負(fù)載電阻RL上得到一個(gè)正弦半波電壓如圖7.7中（0~π）段所示。當(dāng)變壓器次級(jí)電壓u2為上負(fù)下正時(shí)，二極管V1和V3反向截止，V2和V4導(dǎo)通，電流i2的通路為b→V2→RL→V4→a，同樣，在負(fù)載電阻上得到一個(gè)正弦半波電壓，如圖7.7中（π~2π）段所示。1.電路組成及工作原理90圖7.6單相橋式整流電路組成

圖7.6單相橋式整流電路組成91圖7.6單相橋式整流電路組成

圖7.6單相橋式整流電路組成92圖7.6單相橋式整流電路組成

圖7.6單相橋式整流電路組成93圖7.6單相橋式整流電路組成

圖7.6單相橋式整流電路組成94圖7.7單相橋式整流電路電壓與電流波形圖7.7單相橋式整流電路95

2.技術(shù)指標(biāo)計(jì)算及分析

（1）輸出電壓平均值Uo。由以上分析可知，橋式整流電路的整流電壓平均值Uo比半波整流時(shí)增加一倍，即（7—7）（2）直流電流Io。橋式整流電路通過負(fù)載電阻的直流電流也增加一倍，即（7—8）2.技術(shù)指標(biāo)計(jì)算及分析（7—7）96（3）二極管的平均電流iV。因?yàn)槊績蓚€(gè)二極管串聯(lián)輪換導(dǎo)通半個(gè)周期，因此，每個(gè)二極管中流過的平均電流只有負(fù)載電流的一半，即（7—9）（4）二極管承受的最高反向電壓URM。由圖7.6（a）可以看出，當(dāng)V1和V3導(dǎo)通時(shí)，如果忽略二極管正向壓降，此時(shí)，V2和V4的陰極接近于a點(diǎn)，陽極接近于b點(diǎn)，二極管由于承受反壓而截止，其最高反壓為u2的峰值，即（3）二極管的平均電流iV。因?yàn)槊績蓚€(gè)二97(5)脈動(dòng)系數(shù)S。全波橋式整流輸出電壓uo的付氏級(jí)數(shù)展開式為（7—10）即(5)脈動(dòng)系數(shù)S。全波橋式整流輸出電壓98由以上分析可知，單相橋式整流電路，在變壓器次級(jí)電壓相同的情況下，輸出電壓平均值高、脈動(dòng)系數(shù)小，管子承受的反向電壓和半波整流電路一樣。雖然二極管用了四只，但小功率二極管體積小，價(jià)格低廉，因此全波橋式整流電路得到了廣泛的應(yīng)用。由以上分析可知，單相橋式整流電路，在99

7.1.4濾波電路整流輸出的電壓是一個(gè)單方向脈動(dòng)電壓，雖然是直流，但脈動(dòng)較大，在有些設(shè)備中不能適應(yīng)（如電鍍和蓄電池充電等設(shè)備）。為了改善電壓的脈動(dòng)程度，需在整流后再加入濾波電路。常用的濾波電路有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波等。7.1.4濾波電路100

1.電容濾波電路圖7.8所示為一單相半波整流電容濾波電路，由于電容兩端電壓不能突變，因而負(fù)載兩端的電壓也不會(huì)突變，使輸出電壓得以平滑，達(dá)到濾波目的。;濾波過程及波形如圖7.9所示。1.電容濾波電路101圖7.8單相半波整流電容濾波電路圖7.8單相半波整流電容濾波電路102圖7.9電容濾波原理及輸出波形圖7.9電容濾波原理及輸出波形103在u2的正半周時(shí)，二極管V導(dǎo)通，忽略二極管正向壓降，則uo=u2，這個(gè)電壓一方面給電容充電，一方面產(chǎn)生負(fù)載電流Io，電容C上的電壓與u2同步增長，當(dāng)u2達(dá)到峰值后，開始下降，UC＞u2，二極管截止，如圖7.9中的A點(diǎn)。之后，電容C以指數(shù)規(guī)律經(jīng)RL放電，UC下降。當(dāng)放電到B點(diǎn)時(shí)，u2經(jīng)負(fù)半周后又開始上升，當(dāng)u2＞UC時(shí)，電容再次被充電到峰值。UC降到C點(diǎn)以后，電容C再次經(jīng)RL放電，通過這種周期性充放電，以達(dá)到濾波效果。在u2的正半周時(shí)，二極管V導(dǎo)通，忽略104由于電容的不斷充放電，使得輸出電壓的脈動(dòng)性減小，而且輸出電壓的平均值有所提高。輸出電壓平均值Uo的大小，顯然與RL、C的大小有關(guān)，RL愈大，C愈大，電容放電愈慢，Uo愈高。在極限情況下，當(dāng)RL=∞時(shí)，Uo=UC=U2，不再放電。當(dāng)RL很小時(shí)，C放電很快，甚至與u2同步下降，則Uo=0.9U2，RL、C對(duì)輸出電壓的影響如圖7.9中虛線所示?？梢婋娙轂V波電路適用于負(fù)載較小的場(chǎng)合。當(dāng)滿足RLC≥（3~5）T/2時(shí)，則輸出電壓的平均值為（7—12）（7—11）其中T為交流電源電壓的周期。由于電容的不斷充放電，使得輸出電壓的105利用電容濾波時(shí)應(yīng)注意下列問題：(1)濾波電容容量較大，一般用電解電容，應(yīng)注意電容的正極性接高電位，負(fù)極性接低電位。如果接反則容易擊穿、爆裂。（2）開始時(shí)，電容C上的電壓為零，通電后電源經(jīng)整流二極管給C充電。通電瞬間二極管流過短路電流，稱浪涌電流。一般是正常工作電流Io的（5~7）倍，所以選二極管參數(shù)時(shí)，正向平均電流的參數(shù)應(yīng)選大一些。同時(shí)在整流電路的輸出端應(yīng)串一個(gè)阻值約為（0.02~0.01）R的電阻，以保護(hù)整流二極管。利用電容濾波時(shí)應(yīng)注意下列問題：106

2.電感濾波及復(fù)式濾波電路（1）電感濾波電路。由于通過電感的電流不能突變，用一個(gè)大電感與負(fù)載串聯(lián),流過負(fù)載的電流也就不能突變，電流平滑，輸出電壓的波形也就平穩(wěn)了。其實(shí)質(zhì)是因?yàn)殡姼袑?duì)交流呈現(xiàn)很大的阻抗，頻率愈高，感抗越大，則交流成分絕大部分降到了電感上,若忽略導(dǎo)線電阻，電感對(duì)直流沒有壓降，即直流均落在負(fù)載上，達(dá)到了濾波目的。電感濾波電路如圖7.10所示。在這種電路中，輸出電壓的交流成分是整流電路輸出電壓的交流成分經(jīng)XL和RL分壓的結(jié)果，只有ωL>>RL時(shí)，濾波效果才好。2.電感濾波及復(fù)式濾波電路107圖7.10帶電感濾波器的橋式整流電路圖圖7.10帶電感濾波器的橋式整流電路圖108（2）輸出電壓平均值Uo。一般小于全波整流電路輸出電壓的平均值，如果忽略電感線圈的銅阻，則Uo≈0.9U2。雖然電感濾波電路對(duì)整流二極管沒有電流沖擊，但為了使L值大，多用鐵芯電感，但體積大、笨重，且輸出電壓的平均值Uo較低。（3）復(fù)式濾波電路。為了進(jìn)一步減小輸出電壓的脈動(dòng)程度，可以用電容和鐵芯電感組成各種形式的復(fù)式濾波電路。電感型LC濾波電路如圖7.11所示。整流輸出電壓中的交流成分絕大部分降落在電感上，電容C又對(duì)交流接近于短路，故輸出電壓中交流成分很少，幾乎是一個(gè)平滑（2）輸出電壓平均值Uo。一般小于全波109圖7.11橋式整流電感型LC濾波電路

圖7.11橋式整流電感型LC濾波電路110的直流電壓。由于整流后先經(jīng)電感L濾波，總特性與電感濾波電路相近，故稱為電感型LC濾波電路，若將電容C平移到電感L之前，則為電容型LC濾波電路。的直流電壓。由于整流后先經(jīng)電感L濾波，總特性與電感111（4）Π型濾波電路。圖7.12所示為LCΠ型濾波電路。整流輸出電壓先經(jīng)電容C1，濾除了交流成分后，再經(jīng)電感L上濾波電容C2上的交流成分極少，因此輸出電路幾乎是平直的直流電壓。但由于鐵芯電感體積大、笨重、成本高、使用不便。因此，在負(fù)載電流不太大而要求輸出脈動(dòng)很小的場(chǎng)合，可將鐵芯電感換成電阻，即RCΠ型濾波電路。電阻R對(duì)交流和直流成分均產(chǎn)生壓降，故會(huì)使輸出電壓下降，但只要RL>>1/(ωC2)，電容C1濾波后的輸出電壓絕大多數(shù)降在電阻RL上。RL愈大，C2愈大，濾波效果愈好。（4）Π型濾波電路。圖7.12所示為LCΠ112圖7.12Π型濾波電路（a）LCΠ型濾波電路;（b）RCΠ型濾波電路圖7.12Π型113圖7.12Π型濾波電路（a）LCΠ型濾波電路;（b）RCΠ型濾波電路圖7.12Π型1147.2直流穩(wěn)壓電路通過整流濾波電路所獲得的直流電源電壓是比較穩(wěn)定的，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變化時(shí)，輸出電壓會(huì)隨之改變。電子設(shè)備一般都需要穩(wěn)定的電源電壓。如果電源電壓不穩(wěn)定，將會(huì)引起直流放大器的零點(diǎn)漂移，交流噪聲增大，測(cè)量儀表的測(cè)量精度降低等。因此必須進(jìn)行穩(wěn)壓，目前中小功率設(shè)備中廣泛采用的穩(wěn)壓電源有并聯(lián)型穩(wěn)壓電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路、集成穩(wěn)壓電路及開關(guān)型穩(wěn)壓電路。7.2直流穩(wěn)壓電路通過整流濾波115

7.2.1硅穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路1.電路組成及工作原理硅穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖7.13所示，經(jīng)整流濾波后得到的直流電壓作為穩(wěn)壓電路的輸入電壓Ui，限流電阻R和穩(wěn)壓管V組成穩(wěn)壓電路，輸出電壓Uo=UZ。7.2.1硅穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路116

圖7.13穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的直流電源電路

圖7.13穩(wěn)壓管穩(wěn)壓的直流電源電路117在這種電路中，不論是電網(wǎng)電壓波動(dòng)還是負(fù)載電阻RL的變化，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路都能起到穩(wěn)壓作用，因?yàn)閁Z基本恒定，而Uo=UZ。下面從兩個(gè)方面來分析其穩(wěn)壓原理：（1）設(shè)RL不變，電網(wǎng)電壓升高使Ui升高，導(dǎo)致Uo升高，而Uo=UZ。根據(jù)穩(wěn)壓管的特性，當(dāng)UZ升高一點(diǎn)時(shí)，IZ將會(huì)顯著增加，這樣必然使電阻R上的壓降增大，吸收了Ui的增加部分，從而保持Uo不變。在這種電路中，不論是電網(wǎng)電壓波動(dòng)還118反之亦然。反之亦然。119（2）設(shè)電網(wǎng)電壓不變，當(dāng)負(fù)載電阻RL阻值增大時(shí)，IL減小，限流電阻R上壓降UR將會(huì)減小。由于Uo=UZ=Ui-UR，所以導(dǎo)致Uo升高，即UZ升高，這樣必然使IZ顯著增加。由于流過限流電阻R的電流為IR=IZ+IL，這樣可以使流過R上的電流基本不變，導(dǎo)致壓降UR基本不變，則Uo也就保持不變。（2）設(shè)電網(wǎng)電壓不變，當(dāng)負(fù)載電阻RL阻120反之亦然。在實(shí)際使用中,這兩個(gè)過程是同時(shí)存在的，而兩種調(diào)整也同樣存在。因而無論電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化，都能起到穩(wěn)壓作用。反之亦然。121

2.穩(wěn)壓電路參數(shù)確定（1）限流電阻的計(jì)算。穩(wěn)壓電路要輸出穩(wěn)定電壓，必須保證穩(wěn)壓管正常工作。因此必須根據(jù)電網(wǎng)電壓和負(fù)載電阻RL的變化范圍,正確地選擇限流電阻R的大小。從兩個(gè)極限情況考慮，則有①當(dāng)Ui為最小值，Io達(dá)到最大值時(shí)，即

Ui=Uimin，Io=Iomax,這時(shí)IR=(Uimin-UZ)/R。則IZ=IR-Iomax為最小值。為了讓穩(wěn)壓管進(jìn)入穩(wěn)壓區(qū)，此時(shí)IZ值應(yīng)大于IZmin，即IZ=(Uimin-UZ)/R-Iomax＞IZmin,則2.穩(wěn)壓電路參數(shù)確定122②當(dāng)Ui達(dá)最大值，Io達(dá)最小值時(shí)，Ui=Uimax，

Io=Iomin,這時(shí)IR=(Uimax-UZ)/R，則IZ=IR-Iomin為最大值。為了保證穩(wěn)壓管安全工作，此時(shí)IZ值應(yīng)小于IZmax，即IZ=(Uimax-UZ)/R-Iomin＜IZmax，則所以限流電阻R的取值范圍為(7—13)在此范圍內(nèi)選一個(gè)電阻標(biāo)準(zhǔn)系列中的規(guī)格電阻。②當(dāng)Ui達(dá)最大值，Io達(dá)最小值時(shí)，123（2）確立穩(wěn)壓管參數(shù)。一般?。?—14）（2）確立穩(wěn)壓管參數(shù)。一般?。?—14）124

7.2.2串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路并聯(lián)型穩(wěn)壓電路可以使輸出電壓穩(wěn)定，但穩(wěn)壓值不能隨意調(diào)節(jié)，而且輸出電流很小，由式7.14可知，

Iomax=（1/3~2/3）IZmax，而IZmax一般只有20~40mA。為了加大輸出電流，使輸出電壓可調(diào)節(jié)，常用串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路,如圖7.14所示。7.2.2串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路125圖7.14串聯(lián)型穩(wěn)壓電路（a）分立元件的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路;（b）運(yùn)算放大器的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

126圖7.14串聯(lián)型穩(wěn)壓電路（a）分立元件的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路;（b）運(yùn)算放大器的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

127圖7.14（a）是由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，可能使輸出電壓Uo上升或下降。為了使輸出電壓Uo不變，可以利用負(fù)反饋原理使其穩(wěn)定。假設(shè)因某種原因使輸出電壓Uo上升，其穩(wěn)壓過程為Uo↑→Ub2↑→Ub1（Uc2）↓→Uo↓。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的輸出電壓可由Rp進(jìn)行調(diào)節(jié)。（7—15）式中，R=R1+Rp+R2,R′p是RP的下半部分阻值。圖7.14（a）是由分立元件組成的128如果將圖7.14（a）中的放大元件改成集成運(yùn)放，不但可以提高放大倍數(shù)，而且能提高靈敏度，這樣就構(gòu)成了由運(yùn)算放大器組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，電路如圖7.14（b）所示。假設(shè)因某種原因使輸出電壓Uo下降，其穩(wěn)壓過程為Uo↓→U-↓→Ub1↑→Uo↑。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路包括四大部分，其組成框圖如圖7.15所示。如果將圖7.14（a）中的放大元件改129

圖7.15串聯(lián)型穩(wěn)壓電路組成框圖

圖7.15串聯(lián)型穩(wěn)壓電路組成框圖130

7.2.3集成穩(wěn)壓器及應(yīng)用集成穩(wěn)壓器將取樣、基準(zhǔn)、比較放大、調(diào)整及保護(hù)環(huán)節(jié)集成于一個(gè)芯片，按引出端不同可分為三端固定式、三端可調(diào)式和多端可調(diào)式等。三端穩(wěn)壓器有輸入端、輸出端和公共端（接地）三個(gè)接線端點(diǎn)，由于它所需外接元件較少，便于安裝調(diào)試，工作可靠，因此在實(shí)際使用中得到廣泛應(yīng)用。其外形如圖7.16所示。7.2.3集成穩(wěn)壓器及應(yīng)用131

圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖（a）三端固定式；（b）三端可調(diào)式圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖132

圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖（a）三端固定式；（b）三端可調(diào)式圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖133

圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖（a）三端固定式；（b）三端可調(diào)式圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖134

圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖（a）三端固定式；（b）三端可調(diào)式圖7.16三端穩(wěn)壓器外形圖135

1.固定輸出的三端穩(wěn)壓器常用的三端固定穩(wěn)壓器有7800系列、7900系列，其外型如圖7.16（a）所示。型號(hào)中78表示輸出為正電壓值，79表示輸出為負(fù)電壓值，00表示輸出電壓的穩(wěn)定值。根據(jù)輸出電流的大小不同，又分為CW78系列，最大輸出電流1~1.5A；CW78M00系列，最大輸出電流0.5A；CW78L00系列，最大輸出電流100mA左右，7800系列輸出電壓等級(jí)有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V，7900系列有-5V、-6V、-9V、-12V、-15V、-18V、-24V。如CW7815，表明輸出+15V電壓，輸出電流可達(dá)1.5A，CW79M12，表明輸出-12V電壓，輸出電流為-0.5A1.固定輸出的三端穩(wěn)壓器136

2.三端可調(diào)輸出穩(wěn)壓器前面介紹78、79系列集成穩(wěn)壓器，只能輸出固定電壓值，在實(shí)際應(yīng)用中不太方便。CW117、CW217、CW317、CW337和CW337L系列為可調(diào)輸出穩(wěn)壓器，其外型如圖7.16（b）所示。在圖7.16所示電路中CW317是三端可調(diào)式正電壓輸出穩(wěn)壓器，而CW337是三端可調(diào)式負(fù)電壓輸出穩(wěn)壓器。三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器輸出電壓為1.25~