用三极管V代替图8.2中的限流电阻Ｒ，就得到图8.3所示的串联型三极管稳压电路。

在基极电路中，VDZ与Ｒ组成参数稳压器。

图 8.3 串联型三极管稳压电路

2. 工作原理

〔实验〕：

①按图8.3连接电路，检查无误后，接通电路。

②保持输入电压Ui不变，改变RL，观察U0。

③保持负载RL不变，改变UL，观察U0。

结论：输出电压U0基本保持不变。

该电路稳压过程如下：

（１） 当输入电压不变，而负载电压变化时，其稳压过程如下：

（２）当负载不变，输入电压U增加时，其稳压过程如下：

（３）当ＵＩ增加时，输出电压Ｕ０有升高趋势，由于三极管Ｔ基极电位被稳压管ＤＺ固定，故Ｕ０的增加将使三极管发射结上正向偏置电压降低，基极电流减小，从而使三极管的集射极间的电阻增大，ＵＣＥ增加，于是，抵消了Ｕ０的增加，使Ｕ０基本保持不变．

上述电路虽然对输出电压具有稳压作用，但此电路控制灵敏度不高，稳压性能不理想。

8.3.2 带有放大环节的串联型稳压电路

1．电路组成

在图8.3电路加放大环节．如图8.4所示。可使输出电压更加稳定。

图８．４ 带放大电路的串联型稳压电路

取样电路：由Ｒ1、ＲP、Ｒ2组成，当输出电压变大时，取样电阻将其变化量的一部分送到比较放大管的基极，基极电压能反映出电压的变化，称为取样电压；取样电压不宜太大，也不宜太小，若太大，控制的灵敏度下降；若太小，带负载能力减弱。

基准电路：由ＲZ、VDＺ组成，给V２发射极提供一个基准电压，ＲZ为限流电阻，保证VDＺ有一个合适的工作电流。

比较放大管V2：Ｒ4既是V２的集电极负载电阻，又是V１的基极偏置电阻，比较放大管的作用是将输出电压的变化量，先放大，然后加到调整管的基极，控制调整管工作，提高控制的灵敏度和输出电压的稳定性。

调整管V１：它与负载串联，故称此电路为串联型稳压电路，调整管V１受比较放大管控制，集射极间相当于一个可变电阻，用来抵消输出电压的波动。

2． 工作原理

（１） 当负载RL不变，输入电压ＵＩ减小时，输出电压U０有下降趋势，通过取样电阻的分压使比较放大管的基极电位ＵＢ２下降，而比较放大管的发射极电压不变（ＵＥ２＝ＵＺ），因此ＵBE2也下降，于是比较放大管导通能力减弱，ＵC2升高，调整管导通能力增强，调整管Ｖ1集射之间的电阻ＲCE1减小，管压降ＵCE1下降，使输出电压Ｕ0上升，保证了Ｕ0基本不变。其过程表示如下：

（2）当输入电压不变，负载增大时，引起输出电压有增长趋势，则电路将产生下列调整过程：

当负载RL减小时，稳压过程相反。

可见，稳压过程实质上是通过负反馈使输出电压维持稳定的过程。

3． 提高稳压性能的措施和保护电路

为提高稳压电源的稳压性能，稳压电源的比较放大器可采用其它相应的电路，如图8.5所示电路，即具有恒流源负载的稳压电路。图中稳压管VDZ2和R5确定V3管的静态工作点的偏置电路，因为V3的基极电位稳定在UVDZ2上，加上R4的负反馈作用，V3的集电极电流IC3恒定不变。另外，V3又是比较放大器的V2负载，所以称恒流源负载，由于调整管V1和比较放大管V2都有是PNP管，为了使恒流源电流方向与V2的负载电流方向一致，所以V3必须采用PNP管，因为恒流源具有很高的输出阻抗，使得比较放大器具有很高的电压放大倍数，从而可以提高电源的稳定性能。其次，由于IC3恒定不变，输入电压Ui的变化不能直接加到调整管基极，从而大大削弱了Ui的变化对输出的影响，有利于输出电压稳定。

图８．５具有恒流源负载的稳压电源

对于串联型晶体管稳压电路，由于负载和调整很容易串联的，所以随着负载电流的增加，调整管的电流也要增加，从而使管子的功耗增加；如果在使用中不慎，使输出电路短路，则不断电流增加，且管压降也增加，很可能引起调整管损坏。调整管的损坏可以在非常短的时间内发生，用一般保险丝不能起作用。因此，通常用速度高的过载保护电路来代替保险丝。过载保护电路的形式很多。

例1： 如图８．6（a），晶体管V3和电阻R5、R6组成过载保护电路。当稳压电路正常工作时，V3发射极电位比基极电位高，发射结受反向电压作用，使V3处于截止状态，对稳压电路的工作无影响；当负载短路时，V3因发射极电位降低而导通，相当于使V1的基、射极间被V3短路，从而只有少量电流流过调整管，达到保护调整管的目的，而且可以避免整流元件因过电流而损坏。

图８．６过载保护电路

例2： 如图８．6（b）由晶体管V3、二极管VD和电阻R5、RM组成过载保护电路。在二极管VD中流过电流，二极管VD的正向电压UF基本恒定。正常负载时，负载电流流过RM产生的压降较小，V3的发射结处于反向偏置而截止，对稳压电路无影响；当IL增大到某一值时，RM上的压降增大，V3发射结转变为正偏，V3导通，RC上的压降增大，UCE3减小，即调整管的基极电位降低，调整管的UCE1增加，输出电压U0下降，IL被限制。从图可以写出V3导通时的发射结电压方程为：

用被限制的电流IL代入上式，即可求出Rm来，Rm称为过载信号检测电阻或电流取样电阻。

8.3.3 集成稳压器电路

集成稳压器是将调整电路、取样电路、基准电路、启动电路及保护电路集成在一块硅片上构成的芯片。它完整的功能体系、健全的保护电路、安全可靠的工作性能，给稳压电源的制作带来了极大的方便。集成电路稳压器的型号很多，按单片的引出端子分类，有三端固定式、三端可调式、和多端可调式等。三端集成稳压器只有三个端子，安装和使用都很方便。

1． 三端固定式集成稳压器

（１） 三端固定式集成稳压器外形及管脚排列

三端固定式集成电路稳压器的外形和管脚排如图８．７所示。

图８．７　三端固定式集成稳压器外形及管脚排列

（２） 三端固定式稳压器的型号组成及其意义

三端固定式集成稳压器的型号组成及其意义如图８．８所示。

国产三端固定式集成稳压器有CW78XX系列（正电压输出）和CW79XX系列（负电压输出），其输出电压有5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、24V，最大输出电流有0.1A、0.5A、1A、1.5A、2.0A等。

图８．８ 三端固定式集成稳压器型号组成及意义

（３） 三端固定式集成稳压器的应用

① 固定输出稳压器

在实际上工作中，可根据不同的需要，选取符合要求的CW78XX、CW79XX系列产品。电路组成如图８．９所示。图中C1可以防止由于输入引线较长时产生的电感而引起的自激。C2用来减小由于负载电流瞬时变化而引起的高频干扰。C3是容量较大的电解电容，主要用来进一步减小输出脉动和低频干扰。

图８．９ 三端集成稳压器的典型接法

② 扩压、扩流和可调电路

如果需要输出电压高于三端稳压器输出电压时，可采用图８．１０所示电路。

图8.10　提高输出电压接线图

第二篇：串联型稳压电路的设计

第18卷第5期20xx年9月周口师范高等专科学校学报

JOURNALOFZHOUKOUTEACHERSCOLLEGEVol.18No.5

Sep.2001

文章编号:100826730(2001)0520019202

串联型稳压电路的设计

李向东,刘　伟

Ξ

(周口师范高等专科学校河南)

摘　要:　通过对串联型稳压电路的分析,.关键词:　电路设计;稳压;串联电路

中图分类号:　TN7,是电子技术课程的教学重点之一,正确理解其工作原理,设计出符合要求的电路具有重要意义.现有教材未涉及电路的设计,本文旨在通过实例给出设计的主要依据和方法.

同理,当VI降低Io增大时,Vo降低,通过反馈过程,又会使

Vo升高,也能使Vo基本不变.

由以上分析可知,稳压过程是一个负反馈过程,负反馈顺利进行,才能实现稳压,上述反馈过程要求T1、T2处于放大状态,D2处于稳压状态,在正常工作状态下,输出电压

　　Vo=

(V2+VBE2)R2

(1)

1

　串联型稳压电路的工作原理

改变R1或R2的值,可使输出电压Vo稳定在要求的数值上,输出电压最大值Vomax为

　　Vomax=当RC较大时

　　　　Vomax≈当RC较小时

　　　　Vomax≈VI-VBE1

输出电压最小值Vomin为

　　　　Vomin=V2+VBE2

输出电流Io为

串联型稳压电路的基本结构如图1所示,T1为调整管,T2

为比较放大管,D2为稳压二极管,当电网电压升高引起V1增加,或负载电流Io减小时,都会引起Vo增大,Vo的增加量通过R1、

R2分压取样,使T2的基极电压VB2升高,由于VE2基本不变,因

RL

(3)

()(β)RC

(V-V)(+β)RRC+(1+β1)RL

(2)

　　　　Io=(4)

改变Vo或RL可改变输出电流,但在稳定Vo的情况下增大RL→∞时,I0min→0

减小RL时Io增大,输出电流最大值为

　　Iomax=

V-V-V(1+β1)RC

(5)

此VBE2增加,T2集电极电流Ic2增加,并使Vc2下降,致使Vo恢复到原值附近,保证Vo基本稳定,上述稳压过程表示如下:

VI↑Io↓

→Vo↑→VB2↑→VBE2↑→IC2↑→VC2↓→

从以上分析可知,稳压电路的性能由电路元件的数值决定,已知电路结构和元件数值,求解电路性能的过程称为电路分

VE1↓→Vo↓

Ξ

收稿日期:2001203226

作者简介:李向东(1963-),男,河南沈丘人,讲师,主要从事电子线路的教学与研究工作.

　　　?20?

析,反之称为电路设计.

周口师范高等专科学校学报20xx年9月

管也能工作在放大区,以保持足够的放大倍数,选I1+IR=

40mA,已选IR=10mA,则I1=30mA.

2　串联型稳压电路的设计

电路设计首先根据基本性能选取电路结构,然后确定各元件的数值,最后根据所选元件外型及消耗功率决定是否采取散热等措施,下面举例说明串联型稳压电路的设计方法.

设计一稳压电路要求输出电压Vo=20V,最大输出电流

Iomax=200mA,当输入电压VI为30V～40V时,输出电压变化

由此可得

R1+R2≤

Ω=≈600

I130mA

但从减小电流损耗来看,R1+R2也不易太小,故选R1+R2=Ω,分压比应保证输出电压Vo=20V,根据公式(1)得500

1+

=R212=R23

Ω.小于±5%,电源内阻r0≤015

211　调整管的选择

T1调整管的选择应以最不利的条件来考虑:

即集电极一发射极反向击穿电压BVCEO≥VImax-Vo=20V集电极最大允许电流ICM≥Iomax+I1+IR=240mA最大耗散功率PCM≥(VImax-Vo)?ICM=4.8W由晶体管手册查得,3DA1A可满足以上要求.

Ω,R2=300Ω.故选R1=200

213C1240mA的负载电流,即

212　基准部分

选择基准电压V2应低于Vo,,也相应减小,,V212V,I2≥

15mA.

=12mA;另一方面又希望T2集电极20

C尽可能大,以便获得较大的放大倍数,提高电路的稳定

I1度,所以选RC为

RC=

　　限流电阻RR=

Ω.==0.8K

IR10mA

()Ω≈≈0.9K

IRC12mA

比较放大管采用硅高频小功率晶体管,BVCE0>Vo,ICM≥

IRC,选取3DG4E即可满足要求.

213　取样部分

取样电路中的电阻不宜太大,应使I1?IB2,这样可保证取样不受比较放大的影响.另一方面,为了使稳压电路空载时调整

此外,为了消除稳压电路自激,可在稳压电路的输出端并μF电容.接470

通过实验,所设计串联型稳压电路的技术指标基本达到设计要求.

参考文献:

[1]　清华大学1晶体管电路[M].北京:科学出版社,1977.821-826.

[2]　李向东,孙体楠,常加忠.试论串联型稳压电路输出电压问题[J].烟台师范学院学报,1997,13:71-73.[3]　清华大学电子学教研室.模拟电子技术基础简明教程[M].北京:高等教育出版社,1985,466-477.

DesigningfortheSeriesStabilizationCircuit

LIXiang2dong,LIUWei

(PhysicsDepartment,ZhoukouTeachersCollege,Henan,Zhoukou,466000)

Abstract:Thepaperanalysesseriesstabilizationcircuitandprovidessomemainmethodfordesigningit.Keywords:circuitdesign;stabilizationofvotage;seriescircuit