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记得家里冰箱上的稳压器么？稳压电路以及稳压电路的作用

在日常生活中

市电常常会在一定范围内产生波动

电压时低时高

有些用电器就无法正常工作

特别是90年代的时候

用的还是黑白电视机

以前电压极不稳定

电网电压波动性很大

电视机常常无法正常收看

所以很多人家里都会有这样的稳压器

稳压电路的作用是稳定电源电路的输出电压。由于种种原因，交流电网的供电电压往往是不稳定的，因此整流滤波电路输出的直流电压也就会不稳定。另一方面，由于整流滤波电路必然存在内阻，当负载电流发生变化时，输出电压也会受到影响而发生变化。为了得到稳定的直流电压，必须在整流滤波电路之后采用稳压电路。

1. 什么是简单稳压电路

半导体稳压二极管在反向击穿状态下，具有虽然电流在较大范围内变化，但其两端电压却基本不变的特性。利用稳压二极管的这一特性，可以组成简单稳压电路。电路如图5-84所示，稳压二极管VD与负载电阻RL并联，VD上电压即是输出电压U0，R1为限流电阻。稳压二极管工作于反向击穿状态，其反向击穿电压即是稳定电压U2，如图5-85伏安特性曲线所示，在UZ处，电流在较大范围变化时，电压基本不变。

简单稳压电路的特点是电路简单，但输出电压不可调、输出电流受稳压二极管的限制，仅适用于要求输出电流较小的场合。

2. 什么是串联型的稳压电路

串联型稳压电路如图5-88所示，晶体管VT为自动调整元件，由于调整元件串联在负载回路中，因此称为串联型稳压电路。VD为稳压二极管，为调整管VT提供稳定的基极电压。R1为稳压二极管的限流电阻，RL为负载电阻。Ui为输入电压，U0为输出电压，IC为输出电流。

串联型稳压电路稳压精度较高，可以输出较大的直流电流，还可以做到输出直流电压连续可调，因而得到广泛的应用。

3．采用集成稳压器的稳压电路采用集成稳压器构成的稳压电路 ，具有电路简单、稳定度高、输出迪那路大、保护电路完善的特点，因此在实际电路中得到了非常广泛的应用。

4种稳压电路的解析

交流电网电压的波动和负载电流的变化都会使整流电源的输出电压和电流随之变动，因此要求较高的电子电路必须使用稳压电源。

(1 )稳压管并联稳压电路

用一个稳压管和负载并联的电路是最简单的稳压电路，见图 4 ( a )。图中 R 是限流电阻。这个电路的输出电流很小，它的输出电压等于稳压管的稳定电压值 V Z 。

(2 )串联型稳压电路

有放大和负反馈作用的串联型稳压电路是最常用的稳压电路。它的电路和框图见图 4 ( b )、( c )。它是从取样电路( R3 、 R4 )中检测出输出电压的变动，与基准电压( V Z )比较并经放大器( VT2 )放大后加到调整管( VT1 )上，使调整管两端的电压随着变化。如果输出电压下降，就使调整管管压降也降低，于是输出电压被提升;如果输出电压上升，就使调整管管压降也上升，于是输出电压被压低，结果就使输出电压基本不变。在这个电路的基础上发展成很多变型电路或增加一些辅助电路，如用复合管作调整管，输出电压可调的电路，用运算放 大器作比较放大的电路，以及增加辅助电源和过流保护电路等。

( 3 )开关型稳压电路

近年来广泛应用的新型稳压电源是开关型稳压电源。它的调整管工作在开关状态，本身功耗很小，所以有效率高、体积小等优点，但电路比较复杂。

　　稳压电源分为直流稳压电源 和交流稳压电源

　　这里要讲述的是直流稳压电源

　　直流稳压电源要经过下图的几个环节才能得到稳定的直流电

　　其中稳压电路能实现稳定电压的作用

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　　下面我们来了解稳压电路到底是怎么实现稳压的 !

　　稳压二极管是一种特殊的硅二极管

　　它在电路中与电阻进行配合后能起稳定电压的作用

　　所以稳压二极管又称为稳压管

　　在稳压设备和电子电路中经常用到

　　稳压管正常工作于反向击穿区

　　且在外加反向电压撤除后

　　稳压管又恢复正常

　　即它的反向击穿是可逆的

　　下图是由一个稳压二极管组成的稳压电路

　　当电网电压波动或负载变化时

　　使得输出电压UO下降

　　则流过稳压二极管的反向电流IDZ也减小

　　导致通过限流电阻R上的电流也减小

　　这样使R上的压降UR也下降

　　根据UO=UI-UR的关系

　　使输出UO的下降受到限制

　　上述过程可表示为

　　UO↓→IDZ↓→IR↓→UR↓→UO↑

　　上面的稳压电路结构简单

　　但输出电压由稳压管的稳压值决定

　　不可随意调节

　　因此输出电流的变化范围较小

　　只适用于小型的电子设备中

　　由于简易串联稳压电路输出电压无法调节

　　当需要改变输出电压时必须更换稳压管

　　造成电路的灵活性较差

　　同时由输出电压直接控制调整管的工作

　　造成电路的稳压效果也不够理想

　　所以必须对简易稳压电源进行改进

　　增加一级放大电路

　　专门负责将输出电压的变化量放大后控制调整管的工作

　　由于整个控制过程是一个负反馈过程

　　所以这样的稳压电路叫串联负反馈稳压电路

　　上图是串联负反馈稳压电路

　　调整过程可以使用下面的变化关系图表示：

　　UO↓→(UT2)O↓→UD1恒定→(UT2)BE↓→(IT2)B↓→(IT2)E↓→(UT2)CE↑

　　→(UT2)C↑→(UT1)B↑→(UT1)CE↓→UO↑

　　当输出电压升高时整个变化过程与上面完全相反用下图表示：

　　UO↑→(UT2)O↑→UD1恒定→(UT2)BE↑→(IT2)B↑→(IT2)E↑→(UT2)CE↓

　　→(UT2)C↓→(UT1)B↓→(UT1)CE↑→UO↓

　　与简易串联稳压电源相似

　　当输入电压UI或者负载等其他情况发生时

　　都会引起输出电压UO的相应变化

　　集成稳压器具有体积小、使用方便

　　电路简单、可靠性高、调整方便等优点

　　集成稳定器的类型很多

　　按工作方式可为分串联型 、并联型 和开关型

　　按电压类型可为分固定式 和可调式

　　集成稳压器一般只有三个引脚

　　所以又叫三端集成稳压器

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　　小功率的集成稳压器使用时可不用散热片

　　大功率时要在稳压器上安装足够大的散热片

　　否则稳压管温度过高

　　稳压性能会变差甚至损坏

　　三端集成稳压器的电压输出可分为固定式的和可调式

　　三端固定集成稳压器 有三个接线端

　　即输入端、输出端、公共端

　　其输出电压可分为正电压 和负电压

　　例如78XX系列为正电压,79XX为负电压

　　7805应用电路如下图所示

　　三端可调集成稳压器 有三个接线端

　　即输入端、输出端、调整端

　　如LM317就是可调式集成稳压器

　　LM317应用电路如下图所示

　　调节R2电阻的大小就可以实现输出电压的调节

开关稳压电源从原理上分有很多种。它的基本原理框图见图 4 ( d )。图中电感 L 和电容 C 是储能和滤波元件，二极管 VD 是调整管在关断状态时为 L 、 C 滤波器提供电流通路的续流二极管。开关稳压电源的开关频率都很高，一般为几～几十千赫，所以电感器的体积不很大，输出电压中的高次谐波也不多。

它的基本工作原理是 : 从取样电路( R3 、 R4 )中检测出取样电压经比较放大后去控制一个矩形波发生器。矩形波发生器的输出脉冲是控制调整管( VT )的导通和截止时间的。如果输出电压 U 0 因为电网电压或负载电流的变动而降低，就会使矩形波发生器的输出脉冲变宽，于是调整管导通时间增大，使 L 、 C 储能电路得到更多的能量，结果是使输出电压 U 0 被提升，达到了稳定输出电压的目的。

( 4 )集成化稳压电路

近年来已有大量集成稳压器产品问世，品种很多，结构也各不相同。目前用得较多的有三端集成稳压器，有输出正电压的 CW7800 系列和输出负电压的 CW7900 系列等产品。输出电流从 0.1A ～ 3A ，输出电压有 5V、 6V 、 9V 、 12V 、 15V 、 18V 、 24V 等多种。

这种集成稳压器只有三个端子，稳压电路的所有部分包括大功率调整管以及保护电路等都已集成在芯片内。使用时只要加上散热片后接到整流滤波电路后面就行了。外围元件少，稳压精度高，工作可靠，一般不需调试。

( e )是一个三端稳压器电路。图中 C 是主滤波电容， C1 、 C2 是消除寄生振荡的电容 ,VD 是为防止输入短路烧坏集成块而使用的保护二极管。