集成稳压电源(直流稳压电源基础知识（一）)

集成稳压电源
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直流稳压电源基础知识（一）在工业生产和日常生活中，许多电气设备和家用电器中，通常需要电压电流稳定的直流电源供电，而电网提供的通常为单相220伏或三相380伏的交流电源。将交流电源通过变压、整流、滤波、稳压后变为幅值稳定、电流稳定的直流电的设备称为直流稳压电源。电子设备所需的直流电源，一般都是采用由交流电网供电，经“整流”、“滤波”、“稳压”后获得。所谓“整流”指把大小、方向都变化的交流电变成单向脉动的直流电，能完成整流任务的设备称为整流器。所谓“滤波”指滤除脉动直流电中的交流成分，使得输出波形平滑，能完成滤波任务的设备称为滤波器。所谓“稳压”指输入电压波动或负载变化引起输出电压变化时，能自动调整使输出电压维持在原值。

电源变压器:  将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2；
整流电路:  将交流电压u2变为脉动的直流电压u3；
滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4；
稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。
整流电路整流电路分类：

电路组成（单相桥式整流电路）：

简化图：

工作原理：
　    当u2(t)为正半周时，V1、V3正偏而导通，V2、V4反偏而截止。电流经V1→RL→V3形成回路，RL上输出电压波形与u2(t)的正半周波形相同，电流iL从b流向c。
         当u2(t)为负半周时，V1、V3截止，V2、V4导通，电流经V2→RL →V4形成回路，RL上输出电压波形是u2(t)的负半周波形倒相，电流iL仍从b流向c。所以无论u2(t)为正半周还是负半周，流过RL的电流方向是一致的。单相桥式整流的输出波形如下图所示：

3．参数估算 
      sinωtdt 
；；
　　　因此，二极管最大整流应电流满足IF ≥ IL ；最高反向工作电压应满足URM  ≥U2 。
滤波电路整流电路可以将交流电转换为直流电，但脉动较大，在某些应用中如电镀、蓄电池充电等可直接使用脉动直流电源。但许多电子设备需要平稳的直流电源。这种电源中的整流电路后面还需加滤波电路将交流成分滤除，以得到比较平滑的输出电压。滤波通常是利用电容或电感的能量存储功能来实现的。
电容滤波电路：

工作原理：

单相桥式整流、电容滤波电路的输出特性曲线如图所示。从图中可见，电容滤波电路的输出电压在负载变化时波动较大，说明它的带负载能力较差，只适用于负载较轻且变化不大的场合。

直流稳压电路并联型稳压电路：

工作原理：
其稳压过程分述如下：
       当交流电网波动而RL未变动时，若电网电压上升，则
         
       当电网未波动而负载RL变动时，若RL 减小，则
           
    选择稳压管时，一般可按以下公式估算：
                   
串联型稳压电路：

(1) 采样单元
　　　 采样单元有R1、R2、和RP组成，与负载RL并联，通过它可以反映输出电压Uo的变化。
             (2) 基准单元
             基准单元由限流电阻R3与稳压管V3组成。
           （3）放大单元
              放大单元由三极管V2组成。
          （4）调整单元
    调整单元由三极管V1组成，它是串联型稳压电路的核心元件。V1必须选择大功率三极管 。
工作原理：
串联型稳压电路的自动稳压过程按电网波动和负载电阻变动两种情况分述如下：

当Ui↓或RL↑ 时的调整过程与上述相反。
            由上分析可知，这是一个负反馈系统。正因为电路内有深度电压串联负反馈，所以才能使输出电压稳定。
串联型稳压电路的输出电压Uo，由采样单元的分压比和基准电压的乘积决定。因此调节电位器RP的滑动端子，可调节输出电压Uo的大小。Uo的调节范围为：

 三端集成稳压器：
目前，集成稳压器已达百余种，并且成为模拟集成电路的一个重要分支。它具有输出电流大，输出电压高，体积小，安装调试方便，可靠性高等优点，在电子电路中应用十分广泛。
             集成稳压器有三端及多端两种外部结构形式。输出电压有可调和固定两种形式：固定式输出电压为标准值，使用时不能再调节；可调式可通过外接元件，在较大范围内调节输出电压。此外，还有输出正电压和输出负电压的集成稳压器。稳压电源以小功率三端集成稳压器应用最为普遍。
 1. 固定输出的三端集成稳压器
　　　 固定输出的三端集成稳压器的三端指输入端、输出端及公共端三个引出端，其外形及符号如图9.9所示。固定输出的三端集成稳压器W78××系列和W79××系列各有七个品种，输出电压分别为±5V、±6V、±9V、±12V、±15V、±18V、±24V；最大输出电流可达1.5A；公共端的静态电流为8mA。型号后两位数字为输出电压值 。
　　　 在根据稳定电压值选择稳压器的型号时，要求经整流滤波后的电压要高于三端集成稳压器的输出电压2~3V（输出负电压时要低2~3V），但不宜过大。其外形及符号如下图所示。 

 2. 可调输出的三端集成稳压器
          可调输出的三端集成稳压器W317（正输出）、W337（负输出）是近几年较新的产品，其最大输入、输出电压差极限为40V，输出电压1.2~35V（或 -1.2V ~ -35V）连续可调，输出电流0.5~1.5A，最小负载电流为5mA，输出端与调整端之间基准电压为1.25V，调整端静态电流为50μA。其外形及符号如下图所示。

（待续）

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