串联稳压和开关型稳压电路
Buck变换器工作原理介绍
Buck 变换器工作原理介绍2.2.1 Buck 变换器的基本工作原理Buck 变换器又称为降压变换器，串联稳压开关电源和三端开关型降压稳压电源。
其基本的原理结构图如图2.2所示。
GabcWMV Gd图2.2 Buck 变换器的基本原理图由上图可知，Buck 变换器主要包括：开关元件M1，二极管D1，电感L1，电容C1和反馈环路。
而一般的反馈环路由四部分组成：采样网络，误差放大器（Error Amplifier ，E/A ），脉宽调制器（Pulse Width Modulation ，PWM ）和驱动电路。
为了便于对Buck 变换器基本工作原理的分析，我们首先作以下几点合理的假设[1]：a 、开关元件M1和二极管D1都是理想元件。
它们可以快速的导通和关断，且导通时压降为零，关断时漏电流为零；b 、电容和电感同样是理想元件。
电感工作在线性区而未饱和时，寄生电阻等于零。
电容的等效串联电阻（Equivalent Series Resistance ，ESR ）和等效串联电感（Equivalent Series inductance ，ESL ）等于零；c 、输出电压中的纹波电压和输出电压相比非常小，可以忽略不计。
d 、采样网络R1和R2的阻抗很大，从而使得流经它们的电流可以忽略不计。
在以上假设的基础上，下面我们对Buck 变换器的基本原理进行分析。
如图2.2所示，当开关元件M1导通时，电压V1与输出电压Vdc 相等，晶体管D1处于反向截至状态，电流01=D I 。
电流11L M I I =流经电感L1，电流线性增加。
经过电容C1滤波后，产生输出电流O I 和输出电压O V 。
采样网络R1和R2对输出电压O V 进行采样得到电压信号S V ，并与参考电压ref V 比较放大得到信号。
如图2.2（a ）所示，信号ea V 和线性上升的三角波信号tr V 比较。
当ea tr V V >时，控制信号WM V 和G V 跳变为低，开关元件M1截至。
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。
什么是稳压电路？
什么是稳压电路？正文：稳压电路是一种用于通过控制电压的波动幅度，使其维持在一个规定的范围内的电路。
在现代电子设备中，稳压电路广泛应用于各种电子产品中，如计算机、通信设备、电器等。
稳压电路不仅可以保护设备免受过电压或过电流的损害，还可以确保电子设备的正常运行和性能稳定。
下面将从原理、类型和应用等方面介绍稳压电路。
一、原理稳压电路的工作原理是通过将输入电压进行调节，使其输出电压保持在一个稳定的范围内。
常见的稳压电路原理有三种：串联稳压电路、并联稳压电路和开关稳压电路。
1. 串联稳压电路：- 通过串联一个稳压二极管和一个电流限制元件，将过大的电压降低到稳定的输出电压。
- 这种电路的特点是结构简单，稳定性好，但效率较低。
2. 并联稳压电路：- 通过并联一个稳压二极管和一个电流限制元件，将过小的电压提升到稳定的输出电压。
- 这种电路的特点是结构简单，适用于输出电压调节范围较小的情况。
3. 开关稳压电路：- 通过开关元件的通断来控制电压的输出，常见的开关稳压电路有直流-直流变换器和变压器等。
- 这种电路的特点是效率高、响应速度快，适用于大功率输出和宽范围调节的情况。
二、类型稳压电路的类型多种多样，常见的有线性稳压电路、开关稳压电路、数字稳压电路等。
1. 线性稳压电路：- 通过线性元件进行电压调节，具有稳定性好、噪声低、输出精度高的特点。
- 缺点是效率较低，功耗大，适用于输出电流较小的场景。
2. 开关稳压电路：- 通过开关元件进行电压调节，具有效率高、响应速度快的特点。
- 缺点是噪声较大，输出精度低，适用于大功率输出和宽范围调节的场景。
3. 数字稳压电路:- 通过数字控制元件（如微处理器）进行电压调节，具有精确控制、远程控制的特点。
- 缺点是成本较高，对噪声和电磁干扰比较敏感，适用于对稳定性和控制精度要求较高的场景。
三、应用稳压电路广泛应用于各个领域，下面列举几个常见的应用场景。
1. 电子设备：- 在计算机、手机、平板等电子设备中，稳压电路用于保护内部电路免受过电压或过电流的损害，确保设备的正常运行。
串联稳压电路原理简单介绍
串联稳压电路原理简单介绍直流稳压电源是一种当电网电压或负载发生变化时，输出电压能基本保持不变的直流电源。
稳压电源中的稳压电路按电压调整元件与负载连接方式不同以分为两种稳压类型：串联型稳压电路和并联型稳压电路。
由于串联型稳压电路在实际应用电路中非常广泛，所以这里我们主要介绍串联型稳压电路。
生活中常用的电子产品中，经常见到的三端稳压器7805，其内部就属于串联型的。
下面我们介绍一种带反馈的串联型稳压电路。
上图所示是一种带有放大环节的串联型稳压电路。
其中T1是调整管，T2是比较放大管，电阻R3为T2的集电极电阻，稳压管UZ和限流电阻R组成供给T2的发射极基准电压，R1和R2和RW组成采样电路，实际就是一个分压器。
RL 为负载电阻。
其框图如下。
具体稳压过程如下：当输出电压下降，由电阻构成的采样电路取输出电压的变化量加到T2管的基极，与T2发射极的基准电压比较，电压差引起T2管发射极电流减小，T2管CE间的电压增大，T2集电极电压减小，送到调整管T1的基极，使T1管管压降减小，让输入电压更多的加到负载上，导致输出电压上升。
当输入电压升高，造成输出电压升高，由采样电路取样送到T2管的基极，与基准电压比较，电压差引起T2管射极电流增大，T2管CE间的电压减小，加在调整管T1的基极，使T1的管压降增大，减小输入电压的通过，最后导致输出电压下降。
综上所述，带有放大环节的串联型稳压电路一般由四个部分组成，即采样电路、基准电压、比较放大电路和调整元件，通过调整RW的阻值大小，可对输出电压的大小进行调整，所以这也是一种输出电压可调的稳压电源。
对于我们经常碰到的7805，其内部结构比这要复杂些，除了上面讲述的四个部分外，还设置了保护电路，但总的来说，是由这四个基本部分来组成。
电压稳压器的工作原理
电压稳压器的工作原理电压稳压器是一种用于稳定电源输出电压的电子设备。
无论是在家庭用电还是工业生产中，稳定的电压都是必不可少的。
电压稳压器通过不同的工作原理来实现对电源输出电压的稳定控制。
下面将详细介绍电压稳压器的工作原理。
工作原理一：串联稳压串联稳压电路是一种被广泛应用的电压稳压器类型。
其基本原理是通过串联电阻、二极管和控制元件组成的电路，来稳定输出电压。
其工作过程如下：1. 输入电压通过电阻引入稳压电路，而电阻的阻值变化会影响电路的输出电压。
当输入电压波动时，电阻通过改变阻值来抵消输入电压的变化，从而保持输出电压的稳定。
2. 与电阻相连的二极管起到了一个限流的作用，防止过大的电流通过电路。
3. 控制元件（例如三极管、场效应管等）能够根据输出电压的变化来调整电阻的阻值以保持稳压。
工作原理二：开关稳压开关稳压器是一种通过快速开关操作来稳定输出电压的稳压器。
其工作原理如下：1. 开关稳压器通过将输入电压转换为高频脉冲信号来实现电压调节。
这些高频脉冲信号经过滤波电路得到稳定的输出电压。
2. 控制元件（例如开关管）会周期性地打开和关闭来调节电路的输出电压。
当输入电压变化时，控制元件会快速地调整开关状态，以保持输出电压稳定。
3. 开关稳压器还会通过反馈电路检测输出电压，并将信息传递给控制元件，从而使其能够更精确地调节开关频率和占空比，以保持输出电压稳定。
工作原理三：变压器稳压变压器稳压器是一种通过变换输入电压的转比来实现电压稳定的设备。
其工作原理如下：1. 变压器稳压器由输入线圈、输出线圈和铁芯组成。
输入线圈和输出线圈之间的匝数比例决定了输出电压和输入电压之间的变换关系。
2. 当输入电压变化时，变压器稳压器通过改变输入线圈和输出线圈的比例关系来调整输出电压。
如果输入电压增加，那么可以通过增大输出线圈的匝数来降低输出电压。
3. 变压器稳压器的输出电压稳定性主要依赖于铁芯的饱和状态和线圈之间的耦合程度。
通过合理设计和选用合适的材料，可以实现较高的输出电压稳定性。
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。
串联型稳压电路组成
串联型稳压电路组成稳压电路是电子产品中常见的一种电路，它可以稳定电源输出的电压，防止电压波动对其它电路和设备造成损害。
串联型稳压电路是其中的一种常用型号，下面将对串联型稳压电路的组成进行详细介绍。
串联型稳压电路的基本组成有三部分：电流限制电路、比较电路和调整电路。
首先是电流限制电路。
电流限制电路主要用于限制电流，防止过电流损坏电路和设备。
常用的电流限制元件有熔丝和电阻等。
熔丝是一种具有一定电阻的导线，当电流超过熔丝的承受能力时，导线会熔断，以保护电路和设备。
电阻则可以通过限制电流大小来保护电路。
电流限制电路在稳压电路中起到了很重要的作用。
其次是比较电路。
比较电路用于比较输入和输出电压的差异，如果输出电压低于设定值，比较电路会将这个差异放大，然后送入调整电路进行调整。
常见的比较电路有电压比较器和运放等。
电压比较器是一种能够比较两个电压大小的器件，将较大的电压放大输出。
运放是一种能够将输入电压放大的放大器，其输出电压可以随输入电压大小而变化。
比较电路的作用是监测输入输出电压的差异，以便调整电路进行相应的调整。
最后是调整电路。
调整电路是整个稳压电路中最为关键的部分，它根据输入和输出电压的差异来调整输出电压的大小。
常用的调整电路有二极管稳压电路和集成稳压电路等。
二极管稳压电路是利用二极管的特性来实现电压稳定的电路，通过合理连接电阻和二极管，可以使输出电压基本稳定。
集成稳压电路则是一种微电子器件，内部包含多个电子元件，可以实现更稳定的电压。
调整电路根据输入和输出电压的差异进行调整，使输出电压尽量稳定。
串联型稳压电路的组成不仅包括电流限制电路、比较电路和调整电路，还可以根据具体需求添加其它元件，如滤波电容、保护二极管等，以增强电路的稳定性和保护电路不受外界干扰。
总之，串联型稳压电路的组成包括电流限制电路、比较电路和调整电路，其中比较电路和调整电路起到了重要的作用。
通过这些组成部分的协同工作，串联型稳压电路可以实现对电源电压的稳定输出，保护其它电路和设备不受电压波动的影响。
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U OT T onU IU CE ST T offU D
Ton T
U
I
UO qUI
A
35
３、串联开关型稳压电路的组成
A
36
４、串联开关型稳压电路的工作原理
UO
UN1 UP2 q
UO
UO
UN1 UP2 q
UO
A
37
５、开关型稳压电路的简化电路
调节脉冲占空比的方式：
（１）、固定Ton，改变f调节Toff；
第十章 直流电源
１０.５ 串联型稳压电路 １０.６ 开关型稳压电路
重点： １、基本调整管稳压电路； ２、集成稳压器电路； ３、开关型稳压电路。
A
1
一、知识回顾
（一）、滤波电路 （二）、稳压管稳压电路 （三）、 举例：
A
2
（一）、滤波电路
１、滤波电路的类型：
电容、电感、复式
２、电容滤波
a
u1 u1
D4 u2
D3 b
D1 S
C D2 RL
uo uo
t
电容： RLC(35)T2
URM1.1 2U2
输出电压: Uo≈1.2U2 Uo=(1.1～1.4)U2
A
3
３、电感滤波电路
L
u1
u2
RL
uo
近似估算: Uo=0.9U2
A
4
４、复式滤波电路
A
5
（二）、稳压管稳压电路
１、电路组成 ＋
２、稳压原理
IN
123
ADJ IN OUT
(a)
(b)
A
30
１０.６ 开关型稳压电路
（一）、开关型稳压电路的发展及分类 （二）、串联开关型稳压电路 （三）、并联开关型稳压电路
A
31
（一）、开关型稳压电路的发展及分类
１、线性稳压电路的优缺点。 ２、开关型稳压电源的优缺点。 ３、开关型稳压电路的分类：
（１）、按调整管与负载的连接方式： 串联型和并联型。
Ui
－
３、电阻Ｒ的作用：
R IZ VZ
＋ IL
RL
Uo
－
a、吞吐电压的变化
b、限流
A
6
４、电路参数的选择
（１）、输入电压ＵI的选择
ＵＩ＝（２～３）ＵＯ （２）、稳压管的选择
UZ=UO IZM=(1.5～3)IO(max) （３）、限流电阻Ｒ的选择
UI(mi nU ) O RUI(maxU ) O IZmi n IO(max) IZMIO(min
空载。
u1 u1
D4
u2
D1Leabharlann D3CS uoD2
RL
b
uo
t
A
9
（２）、Ｕ０＝２４Ｖ ＵＯ＝１.２Ｕ２ 正常有载状态。
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
uo
A
t
10
（３）、Ｕ０＝１８Ｖ
ＵＯ＝０.９Ｕ２ 无电容滤波。
T
u1
D4
u2
D1
RL
D3
uo
D2
uo
A
t
11
（４）、Ｕ０＝９Ｖ
ＵＯ＝０.４５Ｕ２
21
（３）、集成稳压电源应用电路
u1
u2
C1 300µF
1 W7805 3
+
2
CI
Co
1F 1µF
_
+ RL Uo
_
U1=220V U2=8V
UC1=1.2 U2 =9.6V Uo=5V
A
22
W7800的基本应用电路
A
23
提高输出电压的电路
+
1 W78XX
2 +
3 UXX_ R
+
UI _
Ci
+
A
32
（２）、按稳压的控制方式：
脉冲宽度调制型（PWM）、 脉冲频率调制型（PFM）、 和混合调制（即脉宽—频率调制）型。 （３）、按调整管是否参与振荡：
自激式和他激式。
（４）、按使用开关管的类型： 晶体管、VMOS管和晶闸管型。
A
33
（二）、串联开关型稳压电路
１、换能电路的基本原理
A
34
２、换能电路的波形分析
（一）、基本调整管电路
（二）、具有放大环节的串联型稳压电路
（三）、三端稳压器的应用
A
15
（一）、基本调整管电路
A
16
① 、电路图 ②、元件作用 ③、工作原理
● 输出电压VO是靠调节调整管的管压降实现稳压。 ● 调整管 足够大，工作在放大区。
Uo=UZ-UBE
A
17
（二）、具有放大环节的串联型稳压电路
CO UO
U_Z DZ
_
固定输出电压 UO= UXX + UZ
A
24
图10.5.20 输出电压可调的实用稳压电路
A
25
２、Ｗ７９００的应用
7912
A
26
（2）、应用电路
-10V 2 W7905 3 -5V
–
–
1
UI CI
0.1~1F
+
Co
Uo
1µF
+
3 2 1
1端: 公共端 2端: 输入端 3端: 输出端
7809
7812
7815
A
20
（2）、应用电路
+10V 1 W7805 3 + 2
UI CI
0.1~1F
_
0.33 F
Co 1µF
0.1 F
+5V
+
Uo
_
用来抵消输入端接线 较防即长止用1 时产以2 3的生改电自善感激波123端端端振效形:::荡应。输公输，。入共出端端端
A
为了瞬时增减负载电流 时注，意不：致输引入起与输输出出电端压 有较大的波之动间。的即电用压来不 改善负载的得瞬低态于响3V应！。
T
u1
D4 u2
半波整流，无滤波。
D3 D2
RL uo
uo
uo
O
Ot
t
A
12
（５）、一个二极管短路
Ｄ２将因电流过大而烧坏，或烧成短 路，有可能烧坏变压器。
T–
u1
D4
u2
D1
RL
D3
uo
D2
+
A
13
（６）、二极管Ｄ２接反
Ｄ１和Ｄ２将因电流过大而烧坏，或烧 成短路，有可能烧坏变压器。
+
–
A
14
１０.５ 串联型稳压电路
（２）、同时调整Ton和Toff。
A
38
（三）、并联开关型稳压电路
１、换能电路
A
39
２、换能电路的波形分析
A
40
３、并联型开关稳压电路的原理图
A
41
三、课堂小结
１、串联型稳压电路； ２、集成稳压器的应用； ３、开关型稳压电路。
由四部分组成： 基准电压、调整管、取样电路、放大比较环节。
调整管
T
ＵＺ＝ＵＰ＝ＵＮ
Uz
Rz
A
UI Dz
R1
R
L
U o
R取 2样 电 路
放 大 比 较 环 节 Uf R3
基准 电压
A
18
（三）、三端稳压器的应用
１、Ｗ７８００的应用 ２、Ｗ７９００的应用 ３、Ｗ１１７的应用
A
19
（1）、实物外形
7805
A
27
３、Ｗ１１７的应用
A
28
Ｗ１１７基本应用电路
VD1
UO
1
R2 R1
1.25
Ui
Ui LM117 Uo
＋
ADJ ＩＷ VD2
C1
R2 5kΩ
240Ω Uo
R1
＋
C3
C2
A
29
Ｗ１３７简介
ADJ
OUT
12 3
－Ui
Ui LM137 Uo
ADJ R1
C2
1μF ＋
R2
－Uo
120Ω
C1
1μF ＋
A
7
（三）、 举例：
电路如图所示，Ｕ２＝２０Ｖ测得输出 负载上的电压出现如下情况，说明电路处
于何种状态：
a
u1 u1
D4 u2
D3 b
D1 S
C D2 RL
uo
（１）、ＵＯ＝２８Ｖ （２）、ＵＯ＝２４Ｖ
（３）、ＵＯ＝１８Ｖ （４）、ＵＯ＝９Ｖ
（５）、Ｄ１短路
（６）、Ｄ２接反
A
8
（１）、Ｕ０＝２８Ｖ ＵＯ＝１.４Ｕ２