当前课程知识点：现代电子系统设计 > 第四章 直流电源 > 4.2 线性稳压电源 > 4.2 线性稳压电源
下面讲第四章第二节
线性稳压电源
我们在前面了解了稳压管稳压电路
那么它有一定的局限性
也就是它的输出电压是不可调节的
另外负载上面的电流
受它的电流的变化范围的限制
因此我们可以用
带放大环节的线性稳压电源
来解决这两个问题
下面我们看一下它的电路
它包括一个运放
一个晶体管
一个稳压管和一些电阻
那么运放通过晶体管和电阻R1 R2
引入了一个负反馈
所以可以实现电压的放大
那么它放大的电压
也就是它同相端的输入电压
也就是稳压管的稳压值UZ
由于通过晶体管引入的负反馈
所以它有一个调节的作用
因此我们称它为调整管
又由于晶体管它的管压降
也就是它的UCE
等于UI和UO的差值
另外它的输出电流
等于负载上面的电流
和R1中流过的电流的和
所以这时候这个调整管
它会要消耗一定的功率
所以这个管子需要选择一个功率晶体管
那我们再来看一下这个稳压电路
对于运放来讲它因为引入了负反馈
所以可以用虚短和虚断的方法
来求解输出电压
它的同相端和反相端的电压都是UZ
那么反相端和同相端有虚断的特点
于是我们就可以求出UO和UZ之间
是一个比例的关系
那么这个比例的关系是这个样子
我们可以看到比例的关系
可以通过调节R2的大小来调节
那么公式中R2下表示
是箭头下面R2的电阻的大小
这就是一个带放大环节的线性稳压电源
那么在实际应用的时候
可以把这些电路集成到一个集成芯片中
组成了一个三端稳压器
那我们来看一下三端稳压器
三端稳压器顾名思义有三个端
一个输入端 一个输出端和一个公共端
那么公共端通常是可以接地的
那么在实际应用中
为了使得它能够更加稳定可靠地工作
还给它增加了一些原件
在输入端增加了一个电容Ci
这个是用来消除自激振荡的
因为三端稳压器内部有运放
还有调整管
引入了负反馈
所以它有可能产生自激振荡
这是第一个电容的作用
输出端有一个电容Co
那么这个电容
主要是用来滤除纹波噪声电压的
所以它有滤波的作用
有时候也称它为去耦电容
另外还增加了一个元件就是二极管
这个是为了给Co提供放电的回路的
那么因为在实际应用中
当负载开路的时候
如果电容Co上面积累了电荷
那么它就会要放电
会向这个三端稳压器放电
可能会损害三端稳压器
所以我们给它接一个二极管
来提供一个放电的回路
保护三端稳压器
最常用的三端稳压器
就是W7800系列的三端稳压器
那么它的输出电压和输出电流都有几种
输出电压从5伏到24伏
有几种可以选择
输出电流有三种
1.5安 0.5安和0.1安可以选择
那么它的不同的型号
代表了它的这个输出电压和输出电流
例如W78M05
它表示输出电压是5伏
然后输出电流是0.5安
在选择的时候可以根据型号来选择
下面我们介绍一些实用的三端稳压器
例如这是通用的三端稳压器
那么通用的三端稳压器
有固定正电压输出的
也有固定负电压输出的
固定正电压输出的
通常是78系列的应用的比较多
固定负电压输出的
通常是79系列的应用的比较多
另外还有可调正电压输出
以及可调负电压输出的
根据应用的需求来选择
另外也有一类是低压差的三端稳压器
什么是低压差呢
刚才我们在看带放大环节的
稳压电源的时候
我们看到调整管
它的管压降是等于UI减去UO的
也就是UI和UO之差
那么所谓低压差是指这个差值会比较小
那这时候它也可以正常工作
那实际上对于调整管来讲
它的管压降UCE
要使它能够正常工作的话
必须大于它的饱和管压降
所以有一定的大小
而低压差就是指饱和管压降会比较小
那它同样也有四种
就是固定正电压输出
固定负电压输出
以及可调正电压输出
和可调负电压输出
下面我们再来看三端稳压器的应用
我们举两个例子
第一个例子就是将正负15伏
转换为正负5伏 0.5安的输出
这时候我们可以分别把正15伏
转换为正5伏
以及把负15伏转换为负5伏
我们可以选择78系列和79系列的芯片
来完成
例如选择LM78M05
那么它的输入是7.2伏到35伏
输出是固定的正5伏
那它可以实现正15伏到正5伏的转换
另外一个就是μA79M05
那么它的输入是负7伏到负25伏
输出是固定的负5伏
那么它可以实现负15伏到负5伏的转换
这两种三端稳压器
它的原理图都是这个样子
然后有输入端和输出端
一个公共端
公共端接地
那么输入端接一个电容消除自激振荡
输出端接一个电容来滤除噪声
在实际选用的时候
它有不同的封装
左边这个是直插式的封装
右边这个是圆帽型的封装
然后下边这个是贴片的封装
不同的封装它的体积的大小
以及散热的方式是不一样的
需要根据应用的需求来选用
第二个例子就是将正15伏
转换为1.5伏到12伏可调的输出电压
那么这时候我们可以选一个LM317来实现
它的输入电压是4.25到40伏
输出电压是可调的1.25到37伏
所以可以实现我们所说的正15伏到1.5
到12伏的可调的输出
这是它的原理图
它有一个输入端 一个输出端
和一个可调端
输出端和可调端之间的压差是固定的
1.25伏
于是我们在输出端接两个电阻
一个是固定的R1
一个是可调的电阻R2
这样的话通过调节R2
就可以得到一个可调节的输出电压UO
在实际应用中
我们可以按右边这个图来连接原理图
在这个图中我们增加了三个电容
和两个二极管
其中左边的电容Ci
依然是用来消除自激振荡的
然后电容Co在右边
是又来对输出进行滤波的
另外下面的这个电容CADJ
是用来对调整端的电压进行滤波的
另外两个二极管D1和D2
分别给电容Co和CADJ提供一个放电的回路
感谢您的观看
-课程简介
-1.1 电子系统简介
-1.2 现代电子系统举例
-1.3 现代电子系统的组成
-1.4 现代电子系统设计方法
-第一章 作业
-2.1 传感器定义
-2.2 传感器的分类和性能指标
-2.3 常用传感器介绍
-2.4 常用执行器介绍
-第二章 作业
-3.1 模拟信号处理简介
-3.2 信号放大和隔离电路
-3.3 滤波电路
--3.3 滤波电路
-3.4 运算电路(一)
-3.5 运算电路(二)
-3.6 电压比较器
-3.7 功率放大电路
-3.8 模-数转换器
-3.9 数-模转换器
-第三章 作业
-4.1 直流电源简介
-4.2 线性稳压电源
-4.3 开关稳压电源
-第四章 作业
-5.1 微处理器简介
-5.2 微处理器和片上系统的发展历程
-5.3 微处理器分类
-5.4 微处理器和片上系统举例
-5.5 微处理器和片上系统硬件结构
-5.6 外围接口和设备
-5.7 嵌入式软件开发方法
-5.8 嵌入式操作系统
-5.9 外围设备应用程序开发简介
-第五章 作业
-6.1 TM4C123 简介
-6.2 TM4C123 实验板
-6.3 TM4C123 软件开发
-6.4 TM4C123 实验举例
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-8.4 FPGA的结构
-8.5 FPGA结构举例
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-8.7 QuartusⅡ集成开发环境
-8.8 DE2-115实验平台简介
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-- 8.9.8 设计仿真
-8.10 数字电路设计与仿真举例
-第八章 作业
-9.1 SOPC简介
-9.2 Nios II 微处理器简介
-9.3 Avalone总线简介
-9.4 SOPC设计方法简介
-9.5 SOPC设计举例
-- 9.5.1 设计内容
-9.6 Nios II 软件设计
-第九章 作业
-10.1 实验内容与要求
-10.2 实验设备与器材
-10.3 注意事项与调试方法
-10.4 实验结果展示
-第十章 作业
-期末考试
--期末考试
