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集成稳压器的知识详解

发布日期:2022-09-15 00:00:00     作者:德力西旗舰店
摘要: 稳压器的作用是将不稳定的直流电压变换为稳定的直流电压。而集成稳压器凭借体积较小、稳压性能好和保护功能完善等优点应用范围越来越广

        稳压器的作用是将不稳定的直流电压变换为稳定的直流电压。而集成稳压器凭借体积较小、稳压性能好和保护功能完善等优点应用范围越来越广。集成稳压器有线性电源式稳压器和开关电源式稳压器两大类。由于开关电源式稳压器属于模拟、数字混合电路,所以我们在后文介绍此类稳压器,下面仅介绍模拟集成稳压器。模拟集成稳压器有三端式和多端式两种。常见的集成稳压器的电路如图4-123所示。


(1)三端稳压器


三端稳压器又分为不可调和可调两种。常见的三端稳压器实物与引脚功能如图4-124所示。


① 三端不可调稳压器。三端不可调稳压器是目前应用最广泛的稳压器。三端不可调稳压器主要有78××系列和79××系列两大类。其中,78××系列稳压器输出的是正电压,而79××系列稳压器输出的是负电压。三端不可调稳压器主要的产品有NC 公司的LM78××/79××、摩托罗拉公司的MC78××/79××、仙童公司的μA78××/79××、东芝公司的TA78××/79××、日立公司的HA78××/79××、日电公司的μPC78××/79××、三星公司的KA78××/79××以及意法联合公司生产的L78××/79××等。其中,××代表电压数值,比如,7812 代表的是输出电压为12V 的稳压器,7905 代表的是输出电压为−5V 的稳压器。


a.分类。三端不可调稳压器按输出电压可分为10 种,以78××系列稳压器为例介绍,包括7805(5V)、7806(6V)、7808(8V)、7809(9V)、7810(10V)、7812(12V)、7815(15V)、7818(18V)、7820(20V)、7824(24V)。三端不可调稳压器按输出电流可分为多种,稳压器最大输出电流与字母的关系见表4-1。


b.三端不可调稳压器的工作原理。下面以78××系列三端不可调稳压器为例介绍三端不可调稳压器的工作原理。78××系列三端不可调稳压器由启动电路(恒流源)、取样电路、基准电压形成电路、误差放大器、调整管、保护电路等构成,如图4-125所示。


当78××系列三端不可调稳压器输入端有正常的供电电压输入后,该电压不仅加到调整管的集电极,而且通过基准电压形成电路产生基准电压。基准电压加到误差放大器后,误差放大器为调整管的基极提供基准电压,使调整管的发射极输出电压,该电压经R1 限流,再通过三端不可调稳压器的输出端子输出后,为负载供电。


当输入电压降低或负载变重,引起三端不可调稳压器输出电压Uo 下降时,通过可调电阻RP 与R2 取样后的电压减小。该电压加到误差放大器的反相输入端,与同相输入端输入的参考电压比较后,输出的电压增大,调整管因基极输入电压增大而导通程度加强,使Uo 升高到规定值,实现稳压控制。当输出电压升高时,稳压控制过程相反。


当负载异常引起调整管过电流,被过电流保护电路检测后,调整管停止工作,避免调整管过电流损坏,实现了过电流保护。另外,调整管过电流时,温度会大幅度升高,被芯片内的过热保护电路检测后,也会使调整管停止工作,避免了调整管过热损坏,实现了过热保护。


② 三端可调稳压器。三端可调稳压器是在三端不可调稳压器的基础上发展而来的,它最大的优点就是输出电压在一定范围内可以连续调整。它和三端不可调稳压器一样,也有正电压输出和负电压输出两种。


a.分类。三端可调稳压器按输出电压可分为4 种:第一种是输出电压为1.2~15V 的,如LM196/396;第二种是输出电压为1.2~32V 的,如LM138/238/338;第三种是输出电压为1.2~33V 的,如LM150/250/350;第四种是输出电压为1.2~37V 的,如LM117/217/337。


三端可调稳压器按输出电流分为0.1A、0.5A、1.5A、3A、5A、10A 等多种。在稳压器型号后面加字母“L”的稳压器的输出电流为0.1A,如LM317L 就是最大电流为0.1A 的稳压器;在稳压器型号后面加字母“M”的稳压器的输出电流为0.5A,如LM317M 就是最大电流为0.5A 的稳压器;在稳压器型号后面不加字母的稳压器的输出电流为1.5A,如LM317就是最大电流为1.5A 的稳压器。而LM138/238/338 是5A 的稳压器,LM196/396 是10A 的稳压器。


b.工作原理。三端可调稳压器由恒流源(启动电路)、基准电压形成电路、调整器(调整管)、误差放大器、保护电路等构成,如图4-126所示。


当稳压器LM317 的输入端有正常的供电电压输入后,该电压不仅为调整器供电,而且通过恒流源为基准电压放大器供电,由它产生基准电压。基准电压加到误差放大器的同相输入端后,误差放大器为调整器提供导通电压,使调整器开始输出电压,该电压通过输出端子输出后,为负载供电。


当输入电压减小或负载变重,引起LM317 输出电压下降时,误差放大器反相输入端输入的电压减小,误差放大器为调整器提供的电压增大,调整器输出电压增大,最终使输出电压升高到规定值,实现稳压控制。输出电压升高时,稳压控制过程相反。


LM317 内的1.25V 基准电压形成电路的输出电压受调整端ADJ 输入电压的控制,当ADJ 端子输入电压升高后,基准电压形成电路输出的电压就会升高,误差放大器输出的电压因同相输入端电压升高而升高,使调整器输出电压升高。反之,控制过程相反。这样,通过调整ADJ 端子的电压,也就可以改变LM317 输出电压的大小。


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