晶体管稳压电源
开关型稳压电源的工作原理
开关型稳压电源的工作原理开关型稳压电源是一种通过开关元件进行高效能稳压的电源设备。
它采用开关元件（ 通常为晶体管或MOSFET）以高频率开关的方式来调整输出电压，从而实现稳压。
以下是开关型稳压电源的主要工作原理：1.整流：首先，交流电源输入会经过整流电路，将交流电转换为直流电。
这通常使用整流桥等元件实现。
2.滤波：直流电经过整流后可能会包含一些脉动成分，为了去除这些脉动，通常使用滤波电容进行滤波处理，使输出电压更趋于稳定。
3.开关调节：开关型稳压电源的核心是开关调节部分。
这部分包括一个开关元件（通常为晶体管或MOSFET）、一个能够调整开关频率的控制电路和一个输出变压器。
4.开关频率调节：控制电路会根据输出电压的变化情况，调整开关频率。
通过高频率的开关操作，可以更精细地控制输出电压，实现稳压。
5.变压器工作：输出变压器是一个重要的组成部分，通过开关调节，可以改变变压器的工作状态，从而调整输出电压。
通过变压器的变压比例，可以实现输出电压的调节。
6.反馈控制：稳压电源通常采用反馈控制，通过比较输出电压与设定的目标电压，产生一个误差信号。
这个误差信号用于调整开关频率，使输出电压保持稳定。
7.过载和过压保护：开关型稳压电源通常配备有过载和过压保护机制，以防止电源或负载发生故障时损坏设备。
这些保护机制可以通过监测电流和电压进行触发。
8.输出滤波：最后，输出电压还可能通过输出滤波电路进行进一步的滤波，以确保输出信号的纯净性。
开关型稳压电源以其高效能和小体积的特点在电子设备、通信设备、计算机等领域得到广泛应用。
由于采用开关调节的方式，开关型稳压电源相比线性稳压电源能够更有效地调整电压，减少功耗和体积。
串联型晶体管稳压电源
8.2.1 简单串联型晶体管稳压电源 8.2.2 带有放大环节的串联型晶体管稳压电源
8.2 串联型晶体管稳压电源
8.2.1 简单串联型晶体管稳压电源 V1为调整管，工作在放大 区，起电压调整作用；V2为硅 稳压管，稳定V1管的基极电压 VB，提供作为稳压电路的基准 电压VZ；R1既是V2的限流电阻， 又是V1管的偏置电阻；R2为V2 管载。的发稳射压极过电程阻：当；VROL↑为→外V接BE负↓→IB↓→VCE↑→VO↓
VZ )
（8.2.2）
当 RP的滑动臂移到最下端时，RP RP ，RP 0 ，VO 达
到最大值。即
VOm ax
R1 RP R2 R2
(VBE2 VZ )
（8.2.3）
则输出电压VO 的调节范围为
VOm in ~ VOm ax
以上各式中的VBE2 约为0.6~0.8V。
综上所述，带有放大 环节的串联型晶体管稳压 电路，一般由四部分组成， 即采样电路、基准电压、 比较放大电路和调整元件。
(VBE2
VZ )
1 0.2 0.68 (0.7 7)V 0.2 0.68
16.5V
又由式（8.2.3）
VOm a x
R1
RP R2
R2
(VBE2
VZ )
1 0.2 0.68 (0.7 7)V 0.68
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.3V
故输出电压调节范围：
16.5 ~ 21.3V
因负载电流由管子V1供给，所以与并联型稳压电路相比， 可以供给较大的负载电流。但该电路对输出电压微小变化量 反映迟钝，稳压效果不好，只能用在要求不高的电路中。
8.2.2 带有放大环节的串联型晶体管稳压电源
分析稳压三极管的工作原理
分析稳压三极管的工作原理稳压三极管是一种用于电源稳压的电子元件，它能够将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压。
以下是对稳压三极管工作原理的详细分析。
稳压三极管的结构主要由NPN或PNP型晶体管构成。
晶体管的结构由三个区域组成：基区、发射区和集电区。
它们之间的结电势差可以控制电流的通断，从而实现电压的稳定输出。
稳压三极管的工作原理可以分为两个阶段：基极电流调节与集电极电压稳定。
当输入电压上升时，稳压三极管的基极电流会增加，进而导致集电极电流的增加。
而集电极电流的增加会使集电极的电压下降，从而使输出电压保持不变。
在没有输入电压时，稳压三极管处于截止区，即基极与发射区之间没有电流流动。
当输入电压增加时，将会给电路带来变化。
输入电压通过限流电阻与基极之间的连接，当输入电压增大时，限流电阻会在输入电压与基极之间产生较大的电流。
这些电流将通过稳压三极管的基极与发射结，从而导致基极电流的增加。
当基极电流增加时，就会导致集电极电流的增加。
这是因为基极与发射结之间的电流是由集电极收集的。
所以，基极电流的增加会引起集电极电流的增加。
集电极电流的增加可以通过降低集电极电压，从而使输出电压保持稳定。
基极电流的增加导致集电极电流的增加，而这正是稳压三极管能够实现电压稳定的机制。
当集电极电流增加时，集电极的电压会下降，从而稳定输出电压。
这种监视和调节机制有助于防止输出电压过高或过低。
此外，稳压三极管还带有一个反馈回路，用于监测输出电压并适时调节。
当输出电压偏离稳定值时，反馈电路将发送信号给稳压三极管，使其调整工作状态，以便使输出电压恢复到稳定状态。
总结起来，稳压三极管通过调节基极电流和集电极电流来实现输出电压的稳定。
这是通过电流流动和电压变化之间的相互作用实现的。
稳压三极管的工作原理为电源稳压提供了重要的解决方案。
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。
晶体管串联稳压电源
一、实验目的 掌握串联稳压电路的安装、调整、性能参数测试的方法。
二、实验仪器 万用表、直流电表、示波器、交流毫伏表。
三、实验原理
纹波电压：输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中所
含交流分量的有效值（或峰值）。 电源内阻：指输入电压不变时，由负载的变化而引起的输出电压的
变化与输出电流的变化之比。即：
2000Ω时，RW不变，按表3测量并填表3。 (c) 改变输入电压时稳压性能的测量将数据填入表4. 表4
ui变为
电网 电压
多少 （18V
Vz Vb3 Vc3 Vbe3 VC1 Ve1 VCe1 Vbe1 Vo
变为多
少）
200V
240V
计算稳压系数， RL为 2000Ω时
SU = ？
五、实验仪器 示波器、万用表、晶体管毫伏表、调压器
测试点
电压值(V)
Hale Waihona Puke 根据计算，判断晶体管 工作状态，是放大还是 截止
VC1
VB1
VE1(VO)
VBE1 VCE1 VC3 VB3 BG3 VE3(Vz) VBE3 VCE3 VDW1 空载输出电压VO
图1 晶体管串联稳压电源电路图
稳压电路部分数据 表2
（2）稳压性能的实验 （a）改变负载电路。桥式整流器输入ui交流电压18V（实验箱中现 有）不变，输出电压为空载12伏，在输出端接上负载并调整改变负载 RL，将测量数据填入表2。根据表2数据计算电源内阻。
改变负载时稳压性能的测量 表3 电压单位：伏（V）
输出 输出 计
电压 电流 算
(VO) (IO、 电
RL Vb3 Ve3 VC3 VCE3 VC1 VCE1
三极管稳压电路
三极管稳压电路
三极管稳压电路是一种名副其实的稳压电路，它是由三极管（晶体管）作为基本的控
制元件的一种稳压电路。
三极管稳压电路多用于各种电子电路中，用于创造稳定的供电电压，可以将输入源的不稳定的电压稳定在一定的范围内。
三极管稳压电路一般由两个独立部分构成，一个是放大部分，一个是电源调节（稳压）部分。
在放大部分，三极管是以典型的基准配置，即放大晶体管配有电阻，利用其乙醇半
导体特性，不需要外接元件的电感就能形成闭合循环的线路，可以使放大电路的输出保持
稳定。
在电源调节（稳压）中，三极管构成了位于输入电源两端的反馈回路，称为“稳压
回路”，通过电路反馈会使输出电压自动维持一个恒定的值，这就是所谓的“稳压电路”。
三极管稳压电路在大多数应用场合都具有可靠性和维护性，它只需简单的组件便可保
证稳压输出，其优点是结构简单，成本低，安装也不复杂。
此外，三极管只有在被激励的
情况下才能工作，防止过功率的危害，因而能确保电路的可靠性。
三极管稳压电路也有一些缺点，由于其低调频率（小于1KHz），对频率超过1KHz的
高频信号很容易产生失真，由于它的低效率，当输入电压大于输出电压时，会消耗很多功率，使用时要注意因素。
总的来说，三极管稳压电路不仅具有简单、直接、可靠、易于维护等优点，而且在电
源模拟电路、线性应用、信号稳定等方面具有广泛的应用，是电子产品的必备元件之一。
线性稳压电源(LDO)与开关电源的区别
线性稳压电源(LDO)与开关电源的区别
线性稳压电源(LDO)是通过改变晶体管的导通程度来改变和控制其输出
的电压和电流，在线性稳压电源(LDO)中晶体管相当于一个可变电阻，串接
在供电回路中。
由于可变电阻与负载流过相同的电流，因此要消耗掉大量的能量并导致升温，电压转换效率低。
线性稳压电源(LDO)有一个共同的特点
就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管极间的电压降来稳定输出。
由于调整管静态损耗大，需要安装一个很大的散热器给它散热。
由于线性电源的变压器工作在工频(50Hz)上，所以质量较大。
线性稳压电源(LDO)常用于低压场合，像LDO需要满足一定的电压差。
输出电压调整率和纹波比较好，效率比较低，需要的外围元器件比较少，成本低。
电路比较简单。
线性稳压电源(LDO)优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路输
出连续可调的电源。
缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。
这类稳压电源又有很多种，从输出性质可分为稳压电源、稳流电源和集稳压、稳流于一身的稳压稳流(双稳)电源。
从输出值来看可分固定输出电源、波段开关调整式
和电位器连续可调式几种。
从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等。
开关电源适用于全电压范围，不需要压差，可以采用不同的电路拓扑实现不同的输出要求。
调整率和输出纹波不如线性电源，效率高。
需要外围元件多，成本高。
电路相对复杂。
开关型直流稳压电源它的电路型式主要有单端。
直流稳压电源串联型晶体管稳压电源实训指导
直流稳压电源(Ⅰ)串联型晶体管稳压电源实训指导（特别提醒：实验电路图中可能存在有的元器件数值与实验电路板中的不相同，实验时应以实验电路板中的为准。
另外，由于元器件老化、湿度变化、温度变化等诸多因素的影响所致，实验电路板中所标的元器件数值也可能与元器件的实际数值不一致。
有的元器件虽然已经坏了，但仅凭肉眼看不出来。
因此，在每次实验前，应该先对元器件（尤其是电阻、电容、三极管）进行单个元件的测量（注意避免与其它元器件或人体串联或并联在一块测量）。
并记下元器件的实际数值。
否则，实验测得的数值与计算出的数值可能无法进行科学分析。
）一．实验目的1．研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
2．掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。
二．实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。
这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电(市电)转变为直流电的直流稳压电源。
u u ut t t t t图14—1直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图14—1所示。
电网供给的交流电压u1(220V，50H Z)经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压u1，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压u3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压u r。
但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变化而变化。
在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。
图14—2图14—2是由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。
其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。
稳压部分为串联型稳压电路，它由调整元件(晶体管V1 )比较放大器V3、R1，取样电路R4、R5、RP，基准电压R2、VST和过流保护电路V3管及电阻等组成。
整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统，其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经V 2放大后送至调整V 1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。
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新课
负载与起调整作用的三极管相串联，故称串联型稳压电路。
NPN 型，相当于一只受基极电流控制的可变电位器，利用其电压的变化来实现．工作原理
假定输出电压O V 由于某种原因升高，因Z V 是稳定值，所以三极管的BE V 减小，三极管集—射电压CE V 增大，由于O V =1V CE V ，因而抑制了输出电压升高，使其趋于稳定。
稳压过程可表示为
↑→BE V ↓→B I ↓→CE V ↑→O V ↓
若输出电压因某种原因下降时，其变化过程与此相反。
．稳压电路工作条件
稳压管Z V 的稳定是保证输出电压稳定的前提。
可将串联型稳压电路改成典型射极输出器的电路，如图（b ）所示。
具有放大环节的串联型可调稳压电路 串联型可调稳压电源方框图如图（a ）所示。
．电路及各元件作用 电路如图（b ）所示。
组成：调整部分（调整管1V ）、取样电路（1R 、2R 、P R 组成分压器）、基准环节Z VD 和3R 组成的稳压电路）、比较放大级（放大管2V 等）。
图
2．稳压原理 （1）当电网电压升高或L R 增大时 稳压过程为：
I V ↑→O V ↑→B2V ↑→BE2V ↑→B2I ↑→C2I ↑→B1V ↓→B1I ↓→CE1V ↑→O V ↓可概括为
O V ↑→CE1V ↑→O V ↓
（2）当电网电压下降或负载变重时
稳压过程为：
I V ↓→O V ↓→B2V ↓→BE2V ↓→B2I ↓→C2I ↓→C2V ↑→B1I ↑→E1I ↑→CE1V ↓（L R ↓） O V ↑
可概括为
7.1.3 提高串联型稳压电路性能的措施1．提高稳定度的措施
．提高温度稳定性的措施
）温度
温度变化会使比较放大管的集电极电流和射极电流发生变化，电压输出电压将随温度的变化发生漂移。
）措施
采用能够抑制温漂的差分放大电路，如图所示。
产生基准电压的稳压二极管接在2V 的基极，取样电压接3V 基极，差分放大器对两管基极电压之差进行放大，完成稳压功能。
4R 为两管的公共电阻，抑制了温度对差分保护电路 ．限流式保护电路
）功能
当输出电流超过额定值时，保护电路开始动作，使输出电流限制在一定的范围内。
）电路组成
电路如图所示。
：检测电阻。
：保护管，连同其外围电阻组成保护电路；
：组成简单的稳压源，为3V 基极提供基准电压；
）工作原理
负载电流处于正常范围时，调整管正常工作，加在检测电阻R 上的电压处于正常截止，保护电路不发挥作用。
当负载电流因过载或负载短路时，检测电阻R 电压降增大，导致保护管3下降，即调整管B1V 下降，使调整管的CE1V 增大，导致输出电压降。
正反馈过程如下：
↓→C1I ↓→CE1V ↑→O V ↓→E3V ↓→BE3V ↑→C3I ↑
组成：整流（桥式）、滤波（电容滤波）和稳压（串联可调式）三部分。
．稳压部分特点
）电路中的调整管1V 、放大管2V 、3V 和过流保护三极管4V 均使用PNP 管，输出电压的极性为负。
）因输出电流较大，所以调整管由1V 和1V'两个管子组成复合管
）为提高稳压电路的温度稳定性，放大电路采用由2V 、3V 组成的差分放大电）为提高稳压性能，放大管的集电极负载电阻5R 接至一个辅助电源。
）过载保护部分由4V 等组成三极管截流式保护电路。
1．串联可调稳压电源由哪几部分组成？各部分的作用是什么？2．在串联型稳压电路中，为什么有时需用复合管来做调整管？3．在电源电路中，若电网电压升高，则输出电压有____的趋势；若负载变重，则输出电压有____的趋势。
1．串联型稳压电路的组成：调整部分、取样电路、基准环节和比较放大级。
2．串联型稳压电路的调整过程从其实质而言是一种负反馈。
反馈网络就是取样电路，反馈电压就是比较放大管的基极电压，反馈类型为电压串联负反馈。
3．串联式稳压电路中的保护电路有：限流式保护电路和载流式保护电路。
P135习题七
7-3，7-5，7-9，7-10。
新课 W7800 W7900 3．主要性能参数（W7800系列） （1）最大输入电压Imax V
稳压器正常工作时所允许输入的最大电压。
（2）输出电压O V
稳压器正常工作时，能输出的额定电压。
（3）最大输出电流Omax I 保证稳压器安全工作时允许输出的最大电流。
（4）电压调整率V S
%V V /V S V 100I
O
O ⨯∆∆= 输入电压每变化1 V 时输出电压相对变化值∆O V /O V 的百分数。
此值越小，稳压性
能越好。
（5）输出电阻o R
（2）输入电压的扩展
W7800系列规定最大允许的输入电压，超过该值就要损坏稳压器。
可用图示的三种方案之一来扩展输入电压。
图（a ）为串入三极管来降低输入电压。
图（b ）为用电阻来降压。
图（c ）为采用一只稳压器降压。
（3）输出电压的扩展
如需将输出电压提高到所需值，可采用如图所示电路。
Z V V V +=XX O
图（a）并联电阻。
图（b）用PNP功率管扩流。
图（c）两只稳压器并联输出。
（5）输出电压可调电路
固定式三端集成稳压器与集成运放电路适当连接，就可组成输出电压可调的稳压电）正负对称的稳压电源
可调式三端集成稳压器
该集成稳压器不仅输出电压可调，而且稳压性能指标均优于固定式集成稳压器。
，常用的正压系列W117/217/317，负系列W337
F-1、F-2型S-7型
三端可调集成稳压器的应用电路如图所示。
该电路是很实用的
*7.3开关稳压电源简介
1．工作特点
开关型稳压电源是调整管工作在开关状态的开关式稳压电源，其调整管只工作在饱和与截止两种状态，即开、关状态，使管耗降到最小，使整个电源体积小，效率高，稳
调整管导通期间，储能电感储能，并由储能电容向负载供电；调整管截止期间，储能电感释放能量对储能电容充电，同时向负载供电。
并联型开关稳压电源原理电路如图所示。
在有的并联型开关稳压电源中，储能电感以互感变压器的形式出现，
它的优点是可以通过变压器的不同抽头，再加上各自的整流滤波电路，
同的多路直流电压输出。