模擬電子技術第7章　直流穩(wěn)壓電源

模擬電子技術第7章直流穩(wěn)壓電源7.1概述

輸送到家庭、學校和實驗室中的民用電源都是220V/50Hz的交流電，但是，迄今為止我們學習過的電子電路都是采用直流電源供電的，因此必須將220V/50Hz的交流電轉換為低壓直流電。

圖7.1.1所示是一個計算機直流穩(wěn)壓電源的實物圖。從圖（a）中可以清楚地看到有一個接在市電網中的插座，而在圖（b）中可見有一組線分接多個插頭給計算機中主板、光驅、硬盤等硬件設備，供給直流工作電壓。圖7.1.1計算機直流電源實物圖(a)計算機電源正面圖；(b)計算機電源俯視圖本章討論如何把交流電源變換為直流穩(wěn)壓電源。如圖7.1.2所示，一般直流電源由以下幾部分組成。圖7.1.2直流電源構成框圖(1)電源變壓器：可以將220V/50Hz的市電降壓到整流電路所需要的數值。

（2）整流電路：將正負兩個極性的交流電壓轉化為只有一個極性的脈動電壓。它在電源電路中位于電源變壓器之后，濾波電路之前。

（3）濾波電路：用于濾除脈動電壓中所含有的交流成分，使之變成平滑的直流電壓。它在電源電路中位于整流電路之后，穩(wěn)壓電路之前。

（4）穩(wěn)壓電路：使整流濾波電路輸出不穩(wěn)定的直流電壓保持穩(wěn)定，不受負載和輸入電壓變化的影響。7.2整流和濾波電路

所謂整流，就是利用二極管的單向導電特性，將具有正負兩個極性的交流電壓變換成只有一個極性的電壓。整流后的單極性電壓波動大，不夠平滑。嚴格地說，這不是直流電壓，所以需要利用濾波電路濾除交流成分得到比較平滑的直流電壓。

整流電路有很多種，這里將討論半波、全波和橋式整流電路。7.2.1半波整流電路

半波整流電路是電源電路中最簡單的整流電路，電路中只使用一只二極管。根據電路結構的不同，可以得到正極性或負極性的單向脈動電壓輸出。電路如圖7.2.1（a）所示。圖中電源變壓器T的初級和交流電網相連，其作用是將電網的交流電壓變換（降低）成低壓的正弦交流電壓，一般為10～20V（指u2的有效值）。二極管VD用于整流，稱為整流二極管。圖7.2.1半波整流電路(a)半波整流電路；(b)電壓、電流波形由圖7.2.1（a）可知，變壓器次級的感應電壓為u2=U2msinωt=U2sinωt。由二極管的單向導電性可知，在交流電正半周期間，u2的電壓方向為上正下負，VD處于正向偏置狀態(tài)，VD導通，負載電流方向如圖所示；在交流電負半周期間，u2的電壓方向為上負下正，此時VD處于反向偏置狀態(tài)，VD截止，負載電流為0，整流電路輸出電壓為0。在輸入交流電壓下一個周期期間，第二個正半周電壓到來時，整流二極管再次導通，負半周電壓到來時，整流二極管再次截止，如此不斷導通、截止變化。這樣在RL兩端可以得到單向脈動電壓uo，如圖7.2.1（b）所示。半波整流電路輸出電壓的直流平均值為Uo=0.45U2。

在交流電負半周期間，整流二極管VD所承受的最大反向偏置電壓UDrm為變壓器次級輸出電壓u2的最大值，即UDrm=

U2。7.2.2全波整流電路

在半波整流電路中，u2正半周期間，二極管導通，負載電阻中有電流流過，u2負半周期間，二極管截止，負載電阻中沒有電流。顯然變壓器次級的正弦交流電壓只有半周被利用，另外半周被浪費掉了。那么將兩個半波整流電路拼接起來，各自工作半周就產生了如圖7.2.2（a）所示的全波整流電路。圖7.2.2全波整流電路(a)電路圖；(b)u2正半周；(c)u2負半周；(d)整流輸出波形電路中電源變壓器T的特點是次級線圈有一個抽頭，且為中心抽頭，將次級線圈一分為二，中心抽頭接地。這樣變壓器次級線圈上可以得到兩個大小相等相位相反的交流電壓，它們分別加到整流管VD1、VD2上。當1端對地為正，2端對地為負時，VD1導通而VD2截止，如圖7.2.2（b）所示，在RL上得到波形為半波的電壓。當1端對地為負，2端對地為正時，VD1截止而VD2導通，如圖7.2.2（c）所示，在RL上也可得到波形為半波的電壓。這樣，當交流電壓變化一個周期時，在RL上產生兩個半波電壓脈沖，如圖7.2.2（d）所示。所以這種電路叫全波整流電路。全波整流時每個整流管承受的最大反向電壓均為UDrm=2U2m=2U2。

顯然這時輸出電壓的波動比半波整流時小，而輸出的直流分量比半波整流時大1倍。

全波整流電路輸出電壓的直流平均值為Uo=0.9U2。7.2.3橋式整流電路

橋式整流電路如圖7.2.3（a）所示，4個整流二極管組成一個電橋，變壓器次級線圈和RL分別接到電橋的兩個對角線的兩端。這里變壓器沒有中心抽頭，其次級兩端均不接地。橋式整流電路的工作原理可用圖7.2.3（b）和（c）來說明。圖7.2.3橋式整流電路(a)電路圖；(b)u2正半周；(c)u2負半周當u2為正半周（1端為正，2端為負）時，二極管VD1、VD3導通，VD2、VD4截止，電流沿著圖7.2.3（b）中虛線上箭頭所指方向流過RL；而當u2為負半周（1端為負，2端為正）時，VD1、VD3截止，VD2、VD4導通，電流沿著圖7.2.3（c）中虛線上箭頭所指方向流過RL?？梢姡谳斎胄盘柕恼麄€周期內，負載上得到的電流方向始終是自上而下的，整流輸出波形是單向脈動波形，與圖7.2.2（d）相同。由于在u2的兩個半周中，流過RL的電流方向相同，因此橋式整流電路和全波整流電路的作用一樣。同時橋式整流電路中每一個二極管所承受的最大反向電壓就是變壓器次級電壓的幅值，比全波整流時小了一半，即UDrm=U2m=U2。橋式整流電路的優(yōu)點是輸出電壓高，脈動系數小，每只整流二極管所承受的反向電壓低，電源電壓利用率高，因而整流效率也較高。目前，有很多集成化的整流橋堆（將4只整流二極管集成封裝后并接出引線），如：RB151，RS402等，如圖7.2.4所示，在工作中可根據需要選擇使用。

橋式整流電路輸出電壓的直流平均值為Uo=0.9U2。圖7.2.4集成化的整流橋堆(a)RB151；(b)RS4027.2.4濾波電路及其工作分析

由圖7.1.2可以看出，通過整流電路得到的脈動電壓雖然方向不變，但仍存在很大的波動。濾波電路的功能就是濾除脈動電壓中的交流成分，使輸出直流電壓變得平滑。濾波電路是由儲能元件電容或電感實現的。一般有如圖7.2.5所示的幾種形式的濾波電路，其中ui為濾波電路的輸入電壓，uo為輸出電壓。Γ型濾波和Π型濾波又稱為復式濾波，兼有電容濾波的優(yōu)點，但電路比較復雜、體積大、成本高，主要用于有特殊要求的直流穩(wěn)壓電路。這里只討論電容濾波電路。圖7.2.5濾波電路(a)電容濾波；(b)Γ型濾波；(c)∏型濾波整流輸出電壓是一個脈動的直流電壓，因此需要在圖7.2.3（a）所示電路的整流電路和負載RL之間插接一個濾波電路，形成如圖7.2.6（a）所示橋式整流電容濾波電路。圖7.2.6橋式整流濾波電路(a)電路圖；(b)電容濾波輸出電壓波形電路的工作過程是這樣的：在交流電剛接入之前，電容器C兩端電壓為0。在接入交流電后，當u2>0時，二極管VD1、VD3導通，VD2、VD4截止，u2給電容器C充電，充電回路為1→VD1→3→C→4→VD3→2由于充電回路中電阻很小，充電速度快，uo迅速上升。當ωt=ωt1時，uo=u2，此后u2低于uo，二極管均截止，這時電容C通過RL放電，放電時間常數為RLC。由于RL較大，因此放電速度慢，uo=uC緩慢下降。當ωt=ωt2時，u2又變化到比uo高，此時二極管VD2、VD4導通，VD1、VD3截止，又開始下一輪充電過程。由于電容

C的儲能作用，RL上的電壓波動大大減小了，uo=uC，波形如圖7.1.6（b）所示。其中實線為輸出電壓波形，虛線為橋式整流電路輸出波形。從圖中可以看出，經濾波后的輸出電壓uo比原整流電路的輸出電壓平滑得多，也就是說，脈動成分減少很多。即經電容器濾波后，輸出電壓平均值增加了。

表7.1給出了三種常用整流濾波電路的有載平均輸出電壓、整流管承受的最大反向電壓和應用范圍等電路特性。7.3穩(wěn)壓電路

交流電經過整流濾波可得到比較平滑的直流電，但當輸入電網電壓波動和負載變化時輸出電壓也將隨之變化。因此，在要求穩(wěn)定供電的設備中，需要一種穩(wěn)壓電路，使輸出電壓在電網波動、負載變化時基本穩(wěn)定在某一數值。7.3.1穩(wěn)壓電路常用技術指標

穩(wěn)壓電源有以下幾項主要技術指標。

1．特性指標

特性指標指表明穩(wěn)壓電源工作特征的參數，例如：輸入、輸出電壓及輸出電流，電壓可調范圍等。

2．質量指標

質量指標指衡量穩(wěn)壓電源穩(wěn)定性能狀況的參數，如穩(wěn)壓系數、輸出電阻、紋波電壓及溫度系數等。具體含義簡述如下。（1）穩(wěn)壓系數γ：指通過負載的電流和環(huán)境溫度保持不變時，穩(wěn)壓電路輸出電壓的相對變化量與輸入電壓的相對變化量之比。即式中，UI為穩(wěn)壓電源輸入直流電壓，UO為穩(wěn)壓電源輸出直流電壓，γ數值越小，輸出電壓的穩(wěn)定性越好。（7.3.1）（2）輸出電阻rO：指當輸入電壓和環(huán)境溫度不變時，輸出電壓的變化量與輸出電流變化量之比，即（7.3.2）rO的值越小，帶負載能力越強，對其它電路影響越小。

（3）紋波電壓S：指穩(wěn)壓電路輸出端中含有的交流分量，通常用有效值或峰值表示。S值越小越好。

（4）溫度系數ST：指在UI和IO都不變的情況下，環(huán)境溫度T變化所引起的輸出電壓的變化，即

（7.3.3）式中，ΔUO為漂移電壓。ST越小，漂移越小，該穩(wěn)壓電路受溫度影響越小。7.3.2硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路

1．電路結構

硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路如圖7.3.1所示。由于硅穩(wěn)壓管VZ和負載RL并聯(lián)，故稱并聯(lián)型穩(wěn)壓電路，R為限流電阻，硅穩(wěn)壓管VZ工作在反向擊穿區(qū)。

由圖7.3.1可知，

UO=UI－IRR=UZ

IR=IZ+IO

即輸出電壓是硅穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值UZ。圖7.3.1硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2．元件選擇

1）穩(wěn)壓二極管的選擇

穩(wěn)壓管的參數可按下式選?。?/p>

UZ=UO（7.3.4）

IZmax=(2~3)IOmax（7.3.5）

2）限流電阻的計算

穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓性能與穩(wěn)壓二極管擊穿特

性的動態(tài)電阻有關，與限流電阻R的阻值大小有關。顯然限流電阻R越大，較小IZ的變化就可引起足夠大的UR變化，就可以達到較好的穩(wěn)壓效果。當輸入電壓最小，負載電流最大時，流過穩(wěn)壓二極管的電流最小。此時IZ不應小于IZmin，由此可計算出限流電阻的最大值，實際選用的限流電阻應小于最大值，即（7.3.6）當輸入電壓最大，負載電流最小時，流過穩(wěn)壓二極管的電流最大。此時IZ不應超過IZmax，由此可計算出限流電阻的最小值，即≤≥（7.3.7）則限流電阻應按下式確定：

Rmin≤R≤Rmax（7.3.8）穩(wěn)壓二極管在使用時一定要串聯(lián)接入限流電阻，不能使它的功耗超過規(guī)定值，否則會造成損壞。7.3.3串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路

硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路帶負載能力太小，且輸出電壓不能調節(jié)，而串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路能夠克服上述缺點。

穩(wěn)壓電源是檢測供給負載直流電壓的變化，并自動穩(wěn)定輸出電壓的一種反饋控制電路。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路組成框圖如圖7.3.2所示，它由以下幾個部分組成：

（1）取樣電路：對輸出電壓進行取樣，實際上是通過與負載并聯(lián)的電阻取出輸出電壓的一部分，用以檢測輸出電壓的變化。（2）基準電壓：產生一個溫度穩(wěn)定性很高的參考電壓，它對整個穩(wěn)壓器輸出直流電壓的穩(wěn)定起著十分重要的作用，常用的基準電壓產生電路可用標準的穩(wěn)壓二極管，也可用具有溫度補償的基準電壓產生電路。

（3）比較放大電路：將獲得的基準電壓與取樣電路的輸出電壓進行比較，并將電壓差值進行放大。

（4）調整電路：（也稱控制電路）用已放大的電壓差值信號去調整輸出電壓使其保持穩(wěn)定。圖7.3.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電路組成框圖由分離元件構成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖7.3.3所示。圖7.3.3串聯(lián)型穩(wěn)壓電路取樣電路由R3、R4和R5組成。如果輸出電壓出現增大或減小時，取樣電路通過分壓得到的UB2的數值將會隨輸出電壓增大或減小。

基準電壓由工作在反向狀態(tài)的穩(wěn)壓二極管VZ產生。

比較放大電路也稱做誤差放大電路，將基準電壓UZ與取樣電壓進行比較（相減），并將差值放大，這個差值又稱做誤差電壓。

被放大后的誤差電壓送給調整電路，控制調整元件VT1（又稱調整管）兩端的電壓降，以達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。調整管VT1串接于輸入電壓和輸出電壓之間。由于調整管工作在大信號的功率放大狀態(tài)，因此實際的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路還包括有保護電路，以防止調整管過載、過壓或過熱時損壞。

圖7.3.3所示的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的輸出電壓是可調整的，輸出范圍的計算方法如下：

UB2=UBE2+UZ

若滑動觸頭在R4的最上端，則若滑動觸頭在R4的最下端，則由此可以得到輸出電壓的范圍7.3.4線性集成穩(wěn)壓器及其應用

目前在電子設備中廣泛應用的是集成穩(wěn)壓器。三端式集成穩(wěn)壓器由于其性能好、體積小、可靠性高，使用簡單方便，且成本也較低，因而是目前線性直流穩(wěn)壓電路中的主要器件。

固定輸出電壓的三端式集成穩(wěn)壓器內部組成框圖如圖7.3.4所示。它由啟動電路、基準電壓、調整電路、比較放大電路、保護電路和取樣電路六大部分組成。圖7.3.4三端式集成穩(wěn)壓器內部組成框圖固定輸出電壓的三端式集成穩(wěn)壓器的保護電路包括過流保護、過熱保護和安全工作區(qū)保護電路。過流保護可防止穩(wěn)壓器在輸出端短路時其內部調整管電流過大，使調整管散耗功率過大而造成損壞。另外，長時間大電流工作還會使穩(wěn)壓器芯片溫度升高，造成芯片損壞，因此，其內部設有過熱保護電路。安全工作區(qū)保護電路的作用是為了防止調整管二次擊穿而損壞。為了保證穩(wěn)壓器輸入端接入電壓后，順利建立起穩(wěn)定的輸出電壓，穩(wěn)壓器內部還設有啟動電路。1．固定式三端集成穩(wěn)壓電源

78XX/79XX系列是使用極為廣泛的一類串聯(lián)集成穩(wěn)壓器，其特點是輸出電壓為固定值。這類穩(wěn)壓器只有輸入、輸出、公共端三個端子，其引腳和封裝形式如圖7.3.5所示，圖示兩種封裝形式分別為TO-3（鋁殼封裝）和TO-220（塑料封裝），使用時不需要外加任何控制電路和器件。它的電路連接十分簡單，根據輸入、輸出直流電壓的極性，可分為固定正電壓輸出和固定負電壓輸出兩大系列，它們分別用代號78XX和79XX表示。按輸出電壓的大小分為5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V七種規(guī)格，符號中的“78”代表輸出正電壓，“79”代表輸出負電壓，“XX”代表輸出電壓的大小。例如：7809輸出電壓為正9V，7924則是輸出電壓為負24V。78LXX/79LXX中的輸出電流為100mA，78MXX/79MXX的輸出電流為500mA，78XX/79XX的輸出電流為1.5A。圖7.3.5LM78/79系列三端式集成穩(wěn)壓器引腳(a)LM78系列的封裝形式；(b)LM79系列的封裝形式對于78XX/79XX系列穩(wěn)壓器，只要輸入和輸出之間的電壓差大于要求值（一般實際使用中為2～3V），這兩種穩(wěn)壓器就可以正常工作。例如，7815的輸入電壓是18V，或7915的輸入電壓是負18V時，它們分別可以穩(wěn)定地輸出+15V或－15V直流電壓。如果電壓差低于要求值時，穩(wěn)壓性能會變差。

78XX/79XX系列三端式集成穩(wěn)壓器部分極限參數如表7.2所示。所有參數是以0.22μF的輸入濾波電容和0.11μF的輸出濾波電容為標準測量的，當濾波電容或電路變化時參數值也會變化。

用三端式集成穩(wěn)壓器件，可以方便地設計出線性直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓輸出部分，78XX、79XX集成穩(wěn)壓器的典型應用電路如圖7.3.6所示。其中UI是整流濾波電路的輸出電壓，UO是穩(wěn)壓電路輸出電壓。圖7.3.6固定式三端穩(wěn)壓器典型應用當用電設備需要正、負兩組電壓輸出時，可將78XX系列和同規(guī)格的79XX配合使用，其電路如圖7.3.7所示。從圖中可以看出，正負電源分別接固定輸出基本穩(wěn)壓電路，但具有公共接地端。變壓器和整流濾波電路由兩個電源共用，且變壓器次級端用中心抽頭接地。圖7.3.7同時輸出正、負兩組電壓的電路2．可調式三端集成穩(wěn)壓電源

LM117/317是美國國家半導體公司生產的可調式三端集成穩(wěn)壓器，是使用較廣泛的一類串聯(lián)集成穩(wěn)壓器。

我國和世界各大集成電路生產商均有同類產品可供選用。它的內部設置有全過載保護電路，包括限流熱過載保護和調整管保護功能，僅需兩個外接電阻來設置輸出電壓，使用非常方便。LM117輸出為正電壓，LM317輸出為負電壓，它們的輸出電壓從1.25～37V（或－1.25～－37V）連續(xù)可調，最大輸出電流為1.5A。它們的外形如圖7.3.8（a）所示，封裝形式依次為：TO-220（塑料封裝）、TO-202（塑料封裝）、TO-3（金屬封裝）和TO-39（金屬封裝），圖7.3.8（b）所示為LM117和LM317的引腳圖。

LM117/317系列三端式集成穩(wěn)壓器極限參數如表7.3

所示。圖7.3.8LM117/317系列三端式集成穩(wěn)壓器(a)外形；(b)引腳對于TO-39和TO-202，最大電流有100mA和500mA兩種。對于TO-3和TO-220，最大電流為1.5A，TO-3耗散功率最好限制在20W。

LM117和LM317典型應用電路如圖7.3.9所示。

圖7.3.9（a）所示電路的輸出電壓為當R取240Ω，RW為5kΩ電位器時，輸出電壓的調節(jié)范圍為1.25～25V。輸入電容C1用于改善電路的瞬態(tài)響應，因此它常常用在精密穩(wěn)壓電路中。（7.3.9）圖7.3.9LM117/317的典型應用電路(a)LM117典型應用；(b)LM317典型應用圖7.3.9（b）所示為LM317的典型應用電路，其輸出電壓為（7.3.10）圖7.3.10所示是一個三端可調集成穩(wěn)壓器的應用電路，圖中1為調整端，2為輸入端，3為輸出端。C2用于消除高頻自激并減小紋波電壓，C3用于消除高頻噪聲。Rw與R1組成輸出電壓UO的調整電路，調節(jié)Rw即可調整輸出電壓的大小。圖7.3.10完整的直流穩(wěn)壓電源電路使用三端集成穩(wěn)壓器時應注意以下幾點：

（1）三端穩(wěn)壓器輸入電壓大小要適當，否則，當電網電壓過高或過低時，會損壞穩(wěn)壓器或使其不能正常工作。應保證穩(wěn)壓器輸入電壓高于輸出電壓2～3V。

（2）穩(wěn)壓器引腳不能接錯，接地端不能懸空，否則易損壞穩(wěn)壓器。

（3）當三端穩(wěn)壓器輸出端濾波電容較大時，一旦輸入端開路，如圖7.3.10所示，C2將從穩(wěn)壓器輸出端向穩(wěn)壓器放電，易使穩(wěn)壓器損壞。因此，可在穩(wěn)壓器的輸入、輸出之間跨接一個保護二極管。7.4開關型穩(wěn)壓電源簡介

線性穩(wěn)壓器具有穩(wěn)定性好、動態(tài)響應快、波紋小、

干擾小、穩(wěn)壓性能好和電路簡單等優(yōu)點，但是調整管必須工作在線性區(qū)，當負載電流較大時，調整管的功耗很大（集電極損耗PC=UCEIC），電路的轉換效率較低，一般在40％～60％，且要安裝散熱器，這樣會增加整個電源的體積和重量。所以，在通信設備的整機供電系統(tǒng)中一般不采用線性穩(wěn)壓電路。開關穩(wěn)壓電源（SMR）正是為克服上述缺點而發(fā)展起來的一種直流穩(wěn)壓器。它的效率高、體積小、重量輕、便于集成。開關穩(wěn)壓電源電路中的調整管工作在開關狀態(tài)，即飽和狀態(tài)和截止狀態(tài)。由于管子飽和時的管壓降UCES和截止時的穿透電流ICEO均很小，管耗主要發(fā)生在兩種狀態(tài)的轉換過程中，故可大大提高穩(wěn)壓器的效率，一般可達80%～90%。它的另一個優(yōu)點是通用性很強，通過改變電路的結構，可以構成降壓型、升壓型和反極性型等多種穩(wěn)壓電路。所以，現代電子系統(tǒng)中的大功率穩(wěn)壓電源多采用開關穩(wěn)壓電路。1．開關穩(wěn)壓電源的分類

按產生方波脈沖控制信號可分為自激式、他激式和同步式；

按功率開關器件可分為三極管開關電源、功率MOS管開關電源（開關頻率大于100kHz）和晶閘管開關電源（大功率開關電源）；

按控制方式可分為脈寬調制開關電源、脈沖頻率調制開關電源和諧振式開關電源；

按輸出電壓可分為降壓型、升壓型、反相型和變壓器型。2．開關穩(wěn)壓電路結構框圖

開關穩(wěn)壓電路如圖7.4.1所示，除了與普通的串聯(lián)穩(wěn)壓電路相同的部分外，原來的調整管更換為開關調整管，并增加了開關控制器和續(xù)流濾波等電路，新增部分的功能如下。

（1）開關調整管：在開關脈沖的作用下，使調整管工作在飽和和截止狀態(tài)，輸出斷續(xù)的脈沖電壓。開關調整管采用大功率管。

（2）濾波器：把矩形脈沖電壓變成連續(xù)的平滑直流電壓UO。

（3）開關時間控制器：控制開關管導通時間的長短，從而改變輸出電壓的高低。圖7.4.1開關穩(wěn)壓電源結構框圖3．集成開關穩(wěn)壓器應用舉例

美國MICREL公司采用“SuperβPNP”技術，推出了新系列的低壓差開關穩(wěn)壓器。這些低壓差線性穩(wěn)壓器壓差低、輸出穩(wěn)壓精度很高、輸出電壓有固定電壓和輸出可調等兩種形式、封裝形式多樣、外圍電路簡單且使用方便。

MIC4680采用貼片式的SOP-8封裝，引腳如圖7.4.2所示。

其中SHDN為穩(wěn)壓器使能端，一般SHDN端電壓小于1V，穩(wěn)壓器工作時，一旦SHDN端電壓大于1.6V，穩(wěn)壓器就會關斷。圖7.4.2MIC4680引腳圖SW為開關功率管輸出端，是內部NPN開關管的發(fā)射極。FB為反饋輸入端，對于固定輸出，分壓電阻已經集成在芯片內部，只需將該端接輸出即可。對于可調輸出接分壓電阻網絡。

MIC4680的外圍電路非常簡單，典型應用電路只需要兩個電容、一個電阻（可調時為兩個電阻）、一個電感和一個快速恢復肖特基二極管5個元件，典型應用電路如圖7.4.3所示。圖7.4.3MIC4680的典型應用(a)固定電壓輸出穩(wěn)壓電路；(b)可調電壓輸出穩(wěn)壓電路圖（a）為固定電壓輸出穩(wěn)壓電路，圖（b）為可調電壓輸出穩(wěn)壓電路，輸出電壓為

式中，UREF=1.23V。7.5穩(wěn)壓電源的仿真實驗

1．橋式整流濾波電路

橋式整流濾波電路如圖7.5.1所示。

（1）觀察輸入信號和輸出信號波形的變化，并將測量的輸出電壓值與計算出的輸出電壓值進行比較；

（2）斷開濾波電容，觀測輸出電壓信號的變化，并分析原因；

（3）改變?yōu)V波電容C1的值，分別取100μF、500μF、1000μF，觀測輸出波形，試分析原因；

（4）將電路中的任意一個二極管斷開，觀測輸出電壓信號的變化，試分析原因。圖7.5.1橋式整流濾波電路*2．串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

串聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖7.5.2所示。

（1）觀察輸入信號和輸出信號波形的變化，并測量電路的輸出電壓；

（2）如果要將該電路改為輸出可調的穩(wěn)壓電路，應做怎樣的變化？圖7.5.2串聯(lián)型穩(wěn)壓電路本章小結

穩(wěn)壓電源的種類很多。它們一般由變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路等四部分組成，輸出電壓不受電網、負載及溫度變化的影響，為各種精密電子儀表和家用電器正常工作提供能源保證。

（1）無論何種類型的穩(wěn)壓電源，都必須輸出穩(wěn)定的電壓。穩(wěn)壓電源的主要技術指標包括特性指標和質量指標，它們從不同角度反映穩(wěn)壓電源的工作特征。

（2）硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路利用硅穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓特性來實現負載兩端電壓穩(wěn)定。這種電路只適用于輸出電流較小、輸出電壓固定、穩(wěn)壓要求不高的場合。（3）串聯(lián)型穩(wěn)壓電源由于帶有負反饋放大環(huán)節(jié)，故輸出電壓穩(wěn)定且在一定范圍內可調，輸出電流較大，但效率不高。

（4）三端穩(wěn)壓器既有固定式和輸出可調式，又有正電壓輸出和負電壓輸出，使用方便，性能穩(wěn)定。

（5）開關電源的調整管工作在開關狀態(tài)。它具有體積小、效率高、穩(wěn)壓范圍寬的優(yōu)點。但它高頻泄漏較大，對周圍電路有影響。習題

7-1填空題。

（1）直流穩(wěn)壓電源一般由_____、_____、_____和_____組成。

（2）穩(wěn)壓電源的主要技術指標包括_____和_____。

（3）紋波電壓是指_____。

（4）圖7.3.3中R4的作用是_____，R2的作用是_____，VT1的作用是_____。（5）串聯(lián)型穩(wěn)壓電源是由_____、_____、_____、_____四部分組成的，其輸出電壓調整范圍表達式是_____。

（6）78XX系列三端穩(wěn)壓器各腳功能是：1腳_____，2腳_____，3腳_____。

（7）LM3