串联型晶体管稳压电路
晶体管稳压电路
晶体管稳压电路
晶体管稳压电路是一种用晶体管组成的电路，用于稳定输出电压。
它通常由一个晶体管、一个二极管和几个电阻组成。
常见的晶体管稳压电路有两种类型：串联稳压电路和并联稳压电路。
1.串联稳压电路（也称为基准电压稳压电路）：它使用一个晶体管作为一个可变电阻，通过负反馈的原理来稳定输出电压。
当输入电压上升时，通过调节晶体管的电阻，输出电压将下降，从而保持在一个较稳定的水平。
常见的串联稳压电路有基准二极管稳压器（例如，Zener二极管稳压器）和传统电流源稳压器（例如，穆斯堡尔电源）。
2.并联稳压电路（也称为电流限制稳压电路）：它使用晶体管和电阻组成一个负反馈回路，通过限制输出电流来稳定输出电压。
当输入电压增加时，输出电流增加，并通过电阻来产生一个反馈信号，使晶体管逐渐关闭，进而限制输出电流和稳定输出电压。
一种常见的并联稳压电路是电流源稳压器，它通常由一个晶体管、一个电流源和几个电阻组成。
晶体管稳压电路在电子设备中广泛应用，用于稳定电源电压，以确保电子元器件在合适的工作范围内运行。
这些电路对于许多应用，如电子设备、通信系统、工业控制和自动化等，都起到了关键的作用。
串联型稳压电路工作原理
串联型稳压电路工作原理
串联型稳压电路是一种常见的稳压电路，由稳压二极管、电阻和负载组成。
其工作原理如下：
1. 基本原理：稳压二极管是一种具有负温度系数的二极管，其正向电压降随温度的升高而下降，因此稳压二极管可以通过改变其工作温度来调节电压。
串联型稳压电路利用这一特性，将稳压二极管与电阻串联，通过电阻对电压进行调节，从而实现稳定输出电压。
2. 稳压作用：当输入电压发生变化时，稳压二极管会自动调整自身的工作温度，使其正向电压降保持不变，从而保持输出电压的稳定性。
3. 调节范围：串联型稳压电路的调节范围一般受稳压二极管的限制，一般在几十毫伏至几伏之间。
4. 负载调节：稳压电路的输出电压还受到负载电流的影响。
当负载电流发生变化时，错误地影响稳压二极管的温度，导致输出电压的波动。
为了解决这个问题，可以在稳压二极管与电阻之间加上一个电容，通过电容的滤波作用来平稳输出电压。
总的来说，串联型稳压电路通过稳压二极管和电阻组成串联电路，通过改变稳压二极管的工作温度来调节电压，实现稳定输出电压的目的。
同时，通过加入滤波电容可以减小负载变化对输出电压的影响。
串联型稳压电路的工作原理
串联型稳压电路的工作原理串联型稳压电路是一种常用的电子电路，用于确保电压的稳定性。
它由一个稳压二极管和一个限流电阻组成。
该电路可以通过调整输入电压来生成一个恒定的输出电压。
串联型稳压电路的工作原理如下：当输入电压施加到稳压二极管上时，稳压二极管会处于导通态。
在导通态下，稳压二极管的电流随着输入电压的增加而增加。
当电压达到稳压二极管的额定电压时，稳压二极管开始将电流稳定在一个具体的值。
在稳压二极管中，有一个内部参考电压源，该电压源在稳压二极管的正向电压上形成一个稳定的电压。
这个稳定的电压会通过稳压二极管的正向电压补偿电路反馈回输入电阻。
这个反馈会根据输入电压的大小来调节稳压二极管的电流，从而使输出电压保持恒定。
当输入电压低于稳压二极管的额定电压时，稳压二极管不会导通，电流不会通过稳压二极管和电阻。
这时，输出电压等于输入电压。
当输入电压高于稳压二极管的额定电压时，稳压二极管导通，电流通过稳压二极管和电阻。
稳压电路通过调节输入电阻，使电阻与稳压二极管之间的电压保持不变，从而将稳定的电压提供给负载电路。
串联型稳压电路具有以下优点：1.稳定性高：稳压二极管通过反馈机制自动调节电流，以保持输出电压恒定。
无论输入电压波动多么剧烈，输出电压都将保持不变。
2.可靠性好：稳压二极管具有快速稳定输出电压的能力，可以更好地应对电源电压的突然变化。
3.简单且成本低：串联型稳压电路的组成部件较少，制造成本较低。
但串联型稳压电路也存在一些缺点：1.能耗较高：由于稳压二极管处于导通状态下，电流会持续地通过它，从而导致一定的功耗。
2.热量较大：由于电流通过稳压二极管产生的能量损失会转化为热量，因此串联型稳压电路会产生一定的热量。
总的来说，串联型稳压电路通过稳压二极管和限流电阻来实现电压的稳定输出。
它可以提供稳定的电压给负载电路，保证负载电路的正常工作。
虽然有一些缺点，但是它在电子设备和电路中得到广泛应用，是一种简单可靠的稳压电路。
串联型稳压电路
滤波电路
T饱和导通， D截止， uE≈ UI；L 储能，C 充电。
T截止， D导通， uE≈ － UD ；L 释放能量，C 放电。
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② 波形分析及输出电压平均值
调整管 续流 滤波电路 二极管
UO
Ton T
UI
Toff T
(UD )
UI
关键技术：大功率高频管，高质量磁性材料
6
7
（2）基本应用
将输入端接整流滤波电路的输出，将输出端接负 载电阻，构成串类型稳压电路。
使Co不通过 稳压器放电
消除高频噪声 抵销长线电感效应， 消除自激振荡
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（3）输出电流扩展电路
为使负载电流大于三端稳压器的输出电流，可采 用射极输出器进行电流放大。
IL (1 )(IO IR )
稳压原理：若某种原因使输出电压升高，则应减小占空比。
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③ 稳压原理
脉冲宽度调制式：PWM电路作用： UO↑→ Ton↓→ δ↓→ UO ↓
其它控制方式： 脉冲频率调制式： UO↑→ T↑（脉宽不变）→ δ↓→ UO ↓ 混合调制式： UO↑→ T↑ Ton ↓→ δ↓→ UO ↓
在串联开关型稳压电路中 UO < UI，故为降压型电路。
U
' O
UO
R1
R2 R1
R3
U
' O
电路复杂
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2. 基准电压源三端稳压器 W117
输出电压UREF＝1.25V，调整端电流只有几微安。
保护 稳压器
UO
(1
R2 R1
) U REF
减小纹波电压
串联稳压电路工作原理
串联稳压电路的工作原理1. 引言稳压电路是电子设备中常见的一种电路，它可以将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压，以保证电子设备正常工作。
串联稳压电路是其中一种常见的稳压电路，本文将详细介绍串联稳压电路的工作原理。
2. 基本概念在介绍串联稳压电路之前，我们先来了解一些基本概念。
•输入电压（Vin）：指进入稳压电路的未经调整的输入直流电压。
•输出电压（Vout）：指从稳压电路输出的经过调整后的直流电压。
•负载（Load）：指连接在稳压器输出端的元件或设备，通常为阻性负载。
3. 串联稳压器的基本结构串联稳压器由三个基本部分组成：功率晶体管（或场效应管）、参考源和比较放大器。
•功率晶体管：用于控制输出端与地之间的通断状态，根据需要使得输出端与地之间有导通或截止状态来调整输出端的电位。
•参考源：提供一个稳定的参考电压，作为比较放大器的输入之一。
•比较放大器：将输入电压与参考电压进行比较，并输出一个控制信号，用于控制功率晶体管的导通或截止。
4. 工作原理串联稳压电路的工作原理可以分为三个阶段：起动阶段、调整阶段和稳定阶段。
4.1 起动阶段在串联稳压电路刚开始工作时，输出端电压为0V。
此时，比较放大器的输出信号使得功率晶体管导通，工作于饱和区。
通过功率晶体管的导通，输入电压通过串联稳压电路，直接从输出端短接到地，此时输出端电压等于输入端电压。
4.2 调整阶段在起动阶段之后，比较放大器开始工作，并将输入电压与参考源提供的参考电压进行比较。
如果输入电压高于参考源提供的参考电压，则比较放大器输出高电平信号；反之，如果输入电压低于参考源提供的参考电压，则比较放大器输出低电平信号。
•输入电压高于参考电压：比较放大器输出高电平信号，使功率晶体管导通，输出端与地之间的通断状态保持不变，输出端电压稳定。
•输入电压低于参考电压：比较放大器输出低电平信号，使功率晶体管截止，输出端与地之间断开，输出端电压为0V。
通过比较放大器的工作，串联稳压电路可以调整输出端的通断状态，以保持稳定的输出电压。
串联型稳压电路
当 R2 的滑动端调至最上端时，
UO 为最小值
U Omin
当 R2 的滑动端调至最下端时，
UO 为最大值，
U Omax
R1
R2 R2 R3 R3U NhomakorabeaZ
R1
R2 R3
R3
UZ
4.调整管的选择
一、集电极最大允许电流 ICM
I CM ≥
I Lm ax
二、集电极和发射极之间的最大允许电压 U(BR)CEO
如W7805 ，输出+5V；W7809 ，输出+9V 输出电流有三个等级：1.5A、0.5A（M）和0.1A（L）。
如W7805 ，输出+5V；最大输出电流为1.5A； W78M05 ，输出+5V；最大输出电流为0.5A； W78L05 ，输出+5V；最大输出电流为0.1A。
W79XX系列 —— 稳定负电压
过热保护
比较放大
10.5.3 集成稳压器电路
从外形上看，集成串联型稳压电路有三个引脚， 分别为输入端、输出端和公共端，因而称为三 端稳压器。
固定式稳压电路：W78XX、W79XX。
可调式稳压电路：W117、W217、W317。
一、W78XX三端稳压器—— 稳定正电压
输出电压有七个等级：5V、6V、9V、12V、15V、 18V和24V。
)
REF
BE 3
R
I
3
2
U
UR T2
ln(
R 2
)
BE 3
R
R
3
1
＝U
T
UR T2
ln(
R 2
)
go
R
R
3
1
串联型稳压电路的稳压原理
串联型稳压电路的稳压原理串联型稳压电路的稳压原理串联型稳压电路的稳压原理可用图Z0718 所示电路来说明。
图中可变电阻R与负载R L相串联。
若R L不变，当输入电压U i增大（或减小）时，增大（或减小）R值使输入电压U i的变化全部降落在电阻R上，从而保持输出电压U L基本不变。
同理，若U i 不变，当负载电流I L 变化时（导致U L变化），也相应地调整R的值，以保持R上的压降不变，使输出电压U L也基本不变。
在实际的稳压电路中，则是用晶体三极管来代替可变电阻R，利用负反馈的原理，以输出电压的变化量控制三极管集射极间的电阻值，以维持输出电压的基本不变。
最简单的串联型稳压电路如图Z0719 所示。
晶体管T在电路中起电压调整作用，故称调整管，因它与负载R L是串联联接的，故称串联型稳压电路。
图中D Z与R组成硅稳压管稳压电路，给晶体管基极提供一个稳定的电压，叫基准电压U Z。
R又是晶体管的偏流电阻，使晶体管工作于合适的工作状态，由电路可知U L = U i - U CEU BE = U B - U E = U Z -U L该电路的稳压原理如下：当输入电压U i增加或负载电流I L减小，使输出电压U L增大时，则三极管的U BE减小，从而使I B、I C都减小，U CE增加（相当于R CE增大）结果使U L基本不变。
这一稳压过程可表示为：U i↑（或I L↓）→U L↑→U BE↓→I B↓→I C↓→U CE↑→U L↓同理，当U i减小或I L增大，使U L减小时，通过与上述相反的调整过程，也可维持U L基本不变。
从放大电路的角度看，该稳压电路是一射极输出器（R L接于T的射极），其输出电压U L是跟随输入电压U B＝U Z变化的，因UB 是一稳定值，故U L 也是稳定的，基本上不受U i 与I L变化的影响。
该稳压电路，由于直接用输出电压的微小变化量去控制调整管，其控制作用较小，所以，稳压效果不好。
稳压管稳压串联型稳压电路
ID Z m in IZ且 ID Z ma I x ZM
电网电压最低且负载电流最大时，稳压管的电流最小。
ID Zmi nU Im iR nU ZILm aIxZ
RUImin UZ IZ ILmax
电网电压最高且负载电流最小时，稳压管的电流最大。
ID Zma xU Im aR x U ZILm in IZMR
4. 输出电阻 表明负载电流变化时电路的稳压性能。
在电网电压不变时，负载变化引起的输出电压的变化量
与输出电流的变化量之比。
Ro
U O IO
UI
5. 纹波电压 测试出输出电压的交流分量。
二、稳压管稳压电路
1. 稳压管的伏安特性和主要参数
伏安特性
符号
等效电路
稳定电压 UZ：稳压管的击穿电压 稳定电流 IZ：使稳压管工作在稳压状态的最小电流 最大耗散功率 PZM：允许的最大功率， PZM= IZM UZ 动态电阻 rz：工作在稳压状态时，rz＝ΔU / ΔI
简单易行，稳压性能好。适用于输出电压固定、输出电
流变化范围较小的场合。
5. 稳压管稳压电路的设计
（1）UI的选择 UI＝（2～3）UZ
为减小Sr,取 值矛盾!
Sr
rz R
UI UO
（2）稳压管的选择 UZ＝UO IZM－IZ > ILmax－ ILmin
（3）限流电阻的选择 保证稳压管既稳压又不损坏。
稳压管稳压串联型稳压电路
优选稳压管稳压串联型稳压电 路
一、稳压电路的性能指标
1. 输出电压 2. 输出电流
3. 稳压系数 表明电网电压波动时电路的稳压性能。
在负载不变时，输出电压相对变化量与输入电压变化量
之比。