三端集成线性稳压器的电路原理及应用

三端集成线性稳压器的电路原理及应用

1.三端固定式集成稳压器

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?如果将前述的串联型稳压电源电路全部集成在一块硅片上，加以封装后引出三端引脚，就成了三端集成稳压电源了。

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?正电压输出的78&TImes;&TImes;系列，负电压输出的79&TImes;&TImes;系列。其中乘以乘以表示固定电压输出的数值。如：

7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等，指输出电压是

+5V、+6V、+9V、+12V、+15V、+18V、+24V。79乘以乘以系列也与之对应，只不过是负电压输出。这类稳压器的最大输出电流为1.5A，塑料封装(TO-220)最大功耗为10W(加散热器)；金属壳封装(TO-3)外形，最大功耗为20W(加散热器)。

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?2. 78系列三端集成稳压器内部电路框图

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?3. 三端集成稳压器的典型应用

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?⑴固定输出连接

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LDO线性稳压器

线性稳压器（LDO） 一、应用场景 图1所示电路是一种最常见的AC/DC电源，交流电源电压经变压器后，变换成所需要的电压，该电压经整流后变为直流电压。在该电路中，低压差线性稳压器的作用是：在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压，抑制纹波电压，消除电源产生的交流噪声。 图 1 LDO在AC-DC电路中的应用 各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化。为了保证蓄电池组输出恒定电压，通常都应当在电池组输出端接入低压差线性稳压器，如图 2所示。低压差线性稳压器的功率较低，因此可以延长蓄电池的使用寿命。同时，由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压接近，因此在蓄电池接近放电完毕时，仍可保证输出电压稳定。 图 2 LDO在电池供电电路中的应用 众所周知，开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器，如图 3所示，就可以实现有源滤波，而且也可大大提高输出电压的稳压精度，同时电源系统的效率也不会明显降低。 图 3 DC-DC电路中LDO的应用

在某些应用中，比如无线电通信设备通常只有一足电池供电，但各部分电路常常采用互相隔离的不同电压，因此必须由多只稳压器供电。为了节省共电池的电量，通常设备不工作时，都希望低压差线性稳压器工作于睡眠状态。为此，要求线性稳压器具有使能控制端。有单组蓄电池供电的多路输出且具有通断控制功能的供电系统如图 4所示。 图 4 多路LDO供电中的应用 二、原理 1)定义 LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输 出电压，即输出电压是输入电压与晶体管或FET产生的管压降的差值。 图 5 基本原理框图 所谓压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。 2)工作原理

三端集成稳压器

三端集成稳压器 电子初学者的重要训练课题之一就是用三端集成稳压器组装输出电压可调的稳压电源（见图 1 ），但初学电子的网友们很多都是第一次使用三端集成稳压器，希望能更多地了解它的应用知识，对此，笔者和初学者进行了讨论。 同学：我在电子元件商店见到三端稳压集成块的品种很多，外形和产品型号也各不相同，这种稳压器件可以分成哪几种主要类型呢？ 老师：国产三端集成稳压器已经标准化、系列化了，按照它们的性能和不同用途，可以分成两大类，一类是固定输出正压（或负压）三端集成稳压器 W7800 （ W7900 ）系列，另一类是可调输出正压（或负压）三端集成稳压器 W317 （ W337 ）系列。前者的输出电压是固定不变的，后者可在外电路上对输出电压进行连续调节。今天大家装机使用的就是三端可调正压输出集成稳压器 W317 。 同学：怎样用固定电压输出三端集成稳压器组成稳压电源呢？ 老师：这种电源电路很简单，我先画出电路图（图 2 ）。三端稳压器的输入端接在整流滤波电路的后面，输出端直接接负载，公共端接地，电源就能正常工作，输出稳定的直流电压。但是，在实际应用中为了抑制高频干扰并防止产生自激振荡，在它的输入端并联了电容器 C1 ，输出端并联了电容器 C2 。 同学：国产固定输出三瑞稳压器产品有多少种输出电压可供选择？对它的输入电压 U i 有什么要求呢？ 老师：固定输出正压（或负压）三端集成稳压器产品的输出电压（绝对值）有 5V 、 6V 、 9V 、12V 、 15V 、 18V 、 24V 共 7 种，可以根据实际需要选择使用。为了保证稳压器能够正常工作，要求输入电压 U i 与输出电压 U o 的差值应大于 3V 。压差太小，会使稳压器性能变差，甚至不起稳压作用；压差太大，又会增大稳压器自身消耗的功率，并使最大输出电流减小。厂家对每种型号的稳压器都规定了最大输入电压值。一般取 U i -U o 为 3 ～ 7V 。 同学：从型号上怎样体现三端稳压器输出电压的大小呢？ 老师：我们以 W7800 系列的稳压器产品为例，一般都用“ 78 ”后面的数字表示输出电压的大小。例如， W7806 表示输出电压为 6V ； W7812 表示输出电压为 12V ，等等。 同学：三端稳压器的输出电流有多大呢？ 老师：三端集成稳压器按最大输出电流不同又可分成三个系列： W7800 、 W317 系列的最大输出电流为 1.5A ； W78M00 、 W317M 系列的最大输出电流为 0.5A ； W78IDO 、 W317L 系列的最大输出电流为 0.1A 。 同学：我在商店里看到三端稳压集成块有好几种不同的外形。 老师：国产三端稳压器的封装形式有 F-2 型、 TO-92 型、 S － 1 型、 S-7 型等多种，我这里有几种样品（图 3 ），大家可以看一看。需要特别说明的是，三个引脚的排列和它们的功能，对不同型号的产品或不同厂家的产品可能并不相同，使用时一定要看说明书。

线性集成稳压器及应用

线性集成稳压器 3.4.1 三端固定集成稳压器 1．三端固定集成稳压器的特点 三端固定集成稳压器包含7800和7900两大系列，7800系列是三端固定正输出稳压器，7900系列是三端固定负输出稳压器。它们的最大特点是稳压性能良好，外围元件简单，安装调试方便，价格低廉，现已成为集成稳压器的主流产品。7800系列按输出电压分有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等品种；按输出电流大小分有0.1A、0.5A、1.5A、3A、5A、10A等产品；具体型号及电流大小见表3-6。例如型号为7805的三端集成稳压器，表示输出电压为5V，输出电流可达1.5A。注意所标注的输出电流是要求稳压器在加入足够大的散热器条件下得到的。同理7900系列的三端稳压器也有-5V～-24V七种输出电压，输出电流有0.1A、0.5A、1.5A三种规格，具体型号见表3-7。 表3-6 CW7800系列稳压器规格 型号输出电流(A) 输出电压(V) 78L00 0.1 5、6、9、12、15、18、24 78M00 0.5 5、6、9、12、15、18、24 7800 1.5 5、6、9、12、15、18、24 78T00 3 5、12、18、24 78H00 5 5、12 78P00 10 5 表3-7 CW7900系列稳压器规格 型号输出电流(A) 输出电压(V) 79L00 0.1 -5、-6、-9、-12、-15、-18、-24 79M00 0.5 -5、-6、-9、-12、-15、-18、-24 7900 1.5 -5、-6、-9、-12、-15、-18、-24 7800系列属于正压输出，即输出端对公共端的电压为正。根据集成稳压器本身功耗的大小，其封装形式分为TO-220塑料封装和TO-3金属壳封装，二者的最大功耗分别为10W 和20W（加散热器）。管脚排列如图3.4.1(a)所示。U I为输入端，U O为输出端，GND是公共端（地）。三者的电位分布如下：U I＞U O＞U GND(0V)。最小输入—输出电压差为2V，为可靠起见，一般应选4～6V。最高输入电压为35V。 7900系列属于负电压输出，输出端对公共端呈负电压。7900与7800的外形相同，但管脚排列顺序不同，如图3.4.1(b)所示。7900的电位分布为：U GND(0V)＞-U O＞-U I。另外在使用7800与7900时要注意，采用TO-3封装的7800系列集成电路，其金属外壳为地端；而同样封装的7900系列的稳压器，金属外壳是负电压输入端。因此，在由二者构成多路稳压电源时若将7800的外壳接印刷电路板的公共地，7900的外壳及散热器就必须与印刷电路板

78系列三端集成稳压器的检测

78系列三端集成稳压器的检测 1．测量各引脚之间的电阻值 用万用表测量78系列集成稳压器各引脚之间的电阻值，可以根据测量的结果粗略判断出被测集成稳压器的好坏。 ●用万用表R×1k档 ●正测是指黑表笔接稳压器的接地端，红表笔去依次接触另外两引引脚；负测指红表笔接地端， 黑表笔依次接触另外两引引脚。电阻值是用万用表的R×1k档测得。 ? 由于集成稳压器的品牌及型号众多，其电参数具有一定的离散性。通过测量集成稳压器各 引脚之间的电阻值，也只能估测出集成稳压器是否损坏。若测得某两脚之间的正、反向电 阻值均很小或接近0Ω则可判断该集成稳压器内部已击穿损坏。若测得鞭两脚之间的正、 反向电阻值均为无穷大，则说明该集成稳压器已开路损坏。若测得集成稳压器的阻值不稳定，随温度的变化而改变，则说明该集成稳压器的热稳定性能不良。 ●2．测量稳压值即使测量集成稳压器的电阻值正常，也不能确定该稳压器就是完好的，还应进 一步测量其稳压值是否正常。测量时，可在被集成稳压器的电压输入端与接地端之间加上一个 直流电压（正极接输入端）。 ●此电压应比被测稳压器的标称输出电压高3V以上（例如，被测集成稳压器是7806，加的直流 电压就为+9V），但不能超过其最大输入电压。若测得集成稳压器输出端与接地端之间的电压值输出稳定，且在集成稳压器标称稳压值的±5%范围内，则说明该集成稳压器性能良好。 ●（二）79系列三端集成稳压器的检测 ●1．测量各引脚之间的电阻值与78系列集成稳压器的检测方法相似，用万用表R×1k档测量 79系列集成稳压器各引脚之间的电阻值，若测得结果与正常值相差较大，则说明该集成稳压器性能不良。表10-31是79××系列集成稳压器的电阻值。 ●2．测量稳压值测量79系列集成稳压器的稳压值，与测量78系列集成稳压器稳压值的方法相 同，也是在被测集成稳压器的电压输入端与接地端之间加上一个直流电压（负极接输入端） ●此电压应比被测集成稳压器的标称电压低3V以下（例如，被测集成稳压器是7905，加的直流 电压应为-8V），但不允许超过集成稳压器的最大输入电压。若测得集成稳压器输出端与接地端之间的电压值输出稳定，且在集成稳压器标称稳压值的±5%范围内，则说明该集成稳压器完 好。 ●（三）17/37/38系列三端集成稳压器的检测 ●1．测量各引脚之间的电阻值 ●系列集成稳压器的电阻值是用万用表R×1k档测得。若被测集成稳压器的电阻值与表中电阻值相 差较大，则说明该集成稳压器有问题。 ●2．测量稳压值测量17/38系列正电压型可调式集成稳压器时，可将其按照图10-61中所示的 电路连接好。测量37系列负电压型可调式集成稳压器时，应将其按照图10-62中所示的电路连

线性电源设计基础知识

Literature Number：ZHCA563

作为电源行业的技术编辑，每天编写及整理出一篇篇技术文章便是我们工作的乐趣与重心，这是一个不停地思考、不停地接触新知识、不停地读书、不停地将灵感转化为现实的工作；同时，把自己编辑过程中的点滴努力都体现在文章中，留下一个个实实在在的印记。而今天我们有幸将所了解的知识变成一本电子书，这一份强烈的欣喜感油然而生。 熟悉电源网的网友都知道，一直以来，TI在技术培训上面投入了很大的精力，而作为行业门户网站的我们也不停的在思考，以何种方式给网友提供更好的培训课程。一直以来，我们联合TI进行在线课程的培训讲解，为的就是能够让大家不受地域、时间限制了解知识。 《线性稳压器基础知识》是电源网的第三本电子书，后期还会继续推出更多更好的培训及相应电子书。在此，也请广大读者以及工程师批评指正，形成更好的电子书分享给大家。在这里也对部分已经观看过培训视频、并给出很多积极反馈的工程师朋友们表示感谢。希望更多工程师朋友加入到与我们互动的行列中，分享你们的学习经验。 电源网 2013年7月

线性稳压器的工作原理是采用一个压控电流源以强制在稳压器输出端上产生一个固定电压，控制电路连续监视(检测)输出电压，并调节电流源(根据负载的需求)以把输出电压保持在期望的数值。 电流源的设计极限限定了稳压器在仍然保持电压调节作用的情况下所能供应的最大负载电流。输出电压采用一个反馈环路进行控制，其需要某种类型的补偿以确保环路稳定性。大多数线性稳压器都具有内置补偿功能电路，无需外部组件就能保持完全稳定。 《线性稳压器基础知识》电子书共分为二章，第一章线性稳压器基础知识，讲述了最基础的线性稳压器知识理论，第二章线性稳压器的分类，讲述了NPN型的LDO、PNP型的LDO、NMOS型的LDO、PMOS 型的LDO这四种不同线性稳压器的特性、架构图、功率损失的简单模型、传输元件，以及驱动电流与低/高负载电流的关系。

三端稳压器工作原理(精华)

LM317工作原理 三端稳压集成电路LM317是三端稳压集成电路，它具有输出电压可变、内藏保护功能、体积小、性价比高、工作稳定可靠等特点。采用的电路模式如图所示，调节可变电阻R2的阻值，便可从LM317的输出端获得可变的输出电压0U 。 从图中的电路中可以看出，LM317的输出电压（也就是稳压电源的输出电压）0U 为两个电压之和。即A 、B 两点之间的电压也就是加在R2上的电压 222R R U I R =?，而2R I 实际上是两路电流之和，一路是经R1流向R2的电流1R I ，其大小为1/1R U R 。因1R U 为恒定电压1．25V ，Rl 是一个固定电阻，所以1R I 是一个恒定的电流。另一路是LM317调整端流出的电流D I ，由于型号不同（例如LM317T 、LM317HVH 、LM317LD 等)，生产厂家不同，其D I 的值各不相同。即使同一厂家，同一批次的LM317，其调整端流出的电流D I 也各不相同。尽管这祥．但总的来说D I 的电流但是有一定规律的，即D I 的平均值是50A μ左右，最大值一般不超过100A μ。而且在LM317稳定工作时，D I 的值基本上是一个恒定的值。当由于某种原因引起D I 变化相对较大时，LM317就不能稳定地工作。总而言之，2R I 是1R I 、D I 两路恒定电流之和．2R U 是由两路恒定电流1R I 、D I 流经R2产生的，调节R2的阻值即可调节LM317的输出电压0U (0U 是恒定电压1R U 与2R U 之和)。既然D I 和IR1对调节输出电压0U 都起到了一定的作用，并且1R I 是

由R1提供的， I的大小也没有任何限制．是否可以使R1的阻值趋于无穷大， R 1 使 I的电流值趋向于无穷小？如果可以这样做的话，就可以去掉R1，只用可变R 1 电阻R2就可以调节LM317的输出电压。 LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块，是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。稳压电源的输出电压可用下式计算， V＝1.25（1＋R2/R1）。仅 仅从公式本身看，R1、R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式，R1和R2的阻值是不能随意设定的。首先LM317稳压块的输出电压变化范围是 V＝1.25——37V（高输出电压的LM317稳压块如LM317HV A、 LM317HVK等，其输出电压变化范围是V o＝1.25——45V），所以R2/R1的比值范围只能是0——28.6V。其次是LM317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。由于LM317稳压块的生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA。当LM317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就不能正常工作。当LM317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，LM317稳压块就可以输出稳定的直流电压。 要解决LM317稳压块最小稳定工作电流的问题，可以通过设定R1和R2阻值的大小，而使LM317稳压块空载时输出的电流大于或等于其最小稳定工作电流，从而保证LM317稳压块在空载时能够稳定地工作。此时，只要保证 V/（R1 ＋R2）≥1.5mA，就可以保证LM317稳压块在空载时能够稳定地工作。上式中的1.5mA为LM317稳压块的最小稳定工作电流。当然，只要能保证LM317稳 V/（R1＋R2）的值也可以设定为大于1.5mA 压块在空载时能够稳定地工作， 的任意值。

简明集成稳压器应用手册

简明集成稳压器应用手册 集成稳压器的分类： 1.根据电路稳压稳压原理进行分类： ●串联调整式：串联调整式稳压器的调整元件串联在不稳定的输入电压端与稳定的输出电压端之间，通过等效电阻的变化来保持输出电压的不变。半导体集成稳压器大多属于串联调整式稳压器。 ●并联调整式：并联调整式稳压器的调整元件与负载并联，通过并联元件等效电阻的变化来保持输出电压不变。串联、并联调整式稳压器统称为线性集成稳压器。 ●开关调整式：开关调整式稳压器的调整元件工作在开关状态，一般串接在输入端与输出端之间，并通过改变自身的开启和关闭时间来保持输出电压的不变。 2.根据稳压器的外形结构进行分类： ●多端式：稳压器的外引出线数目超过三个的。 ●三端式： 3.根据输出电压能否调整进行分类： ●固定输出电压式：该类稳压器输出电压由制造厂商预先调整好（其输出电压数值往往为常用的标准值），使用时输出电压不能调节。●可调输出电压式：该类稳压器的输出电压可通过少数外接元件在较大范围内调整。根据使用要求调节外接元件值，便可获得所需的输出电压。

集成稳压器主要电参数 1.质量参数： ●电压调整率Sv：表征稳压器稳压性能优劣的主要指标，又称为稳 压系数或稳定度。它表征当输入电压Vi变化时稳压器输出电压V o 稳定的程度。通常以单位输出电压下的输入和输出电压相对变化的百分比表示[△Vi/(△Vo*Vo)×100%]，也有以输出电压和输入电压相对变化的百分比表示的[△Vi/△Vo×100%]（当稳压器的负载不变时），此外，也有以输出电压变化的绝对值表示的[△Vo]. ●电流变化率Si:是反映稳压器负载能力的一项主要指标，又称为电 流稳定系数，它表征当输入电压不变时，稳压器对由于负载电流（输出电流）的变化而引起的输出电压波动的抑制能力。在规定的负载电流变化值条件下，通常以单位输出电压下的输出电压变化率的百分比来表示稳压器的电流调整率[△V o/Vo×100%],或者以输出电压变化的绝对值表示|△Vo|，（在规定的负载电流变化范围内）。 ●纹波抑制比S R:反映了稳压器对输入端引入的市电纹波电压的抑 制能力。当稳压器的输入和输出条件保持不变时，稳压器的纹波抑制比常以纹波电压峰-峰值与输出纹波电压峰值之比来表示，一般用分贝表示，也有用百分数表示的。 ●输出电压温度系数ST:又称为输出电压温度变化率。它是指当输入 电压和输出电流（负载电流）保持不变时，稳压器输出电压随温度的变化而变化的大小。通常以由单位温度变化所引起的输出电

三端集成稳压器的工作原理

三端集成稳压器的工作原理

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三端集成稳压器的工作原理 现以具有正电压输出的78L××系列为例介绍它的工作原理。 电路如图1所示，三端式稳压器由启动电路、基准电压电路、取样比较放大电路、调整电路和保护电路等部分组成。下面对各部分电路作简单介绍。

（1）启动电路 在集成稳压器中，常常采用许多恒流源，当输入电压VI接通后，这些恒流源难以自行导通，以致输出电压较难建立。因此，必须用启动电路给恒流源的BJT T4、T5提供基极电流。启动电路由T1、T2、DZ1组成。当输入电压VI高于稳压管DZ1的稳定电压时，有电流通过T1、T2，使T3基极电位上升而导通，同时恒流源T4、T5也工作。T4的集电极电流通过DZ2以建立起正常工作电压，当DZ2达到和DZ1相等的稳压值，整个电路进入正常工作状态，电路启动完毕。与此同时，T2因发射结电压为零而截止，切断了启动电路与放大电路的联系，

从而保证T2左边出现的纹波与噪声不致影响基准电压源。 （2）基准电压电路 基准电压电路由T4、DZ2、T3、R1、R3及D1、D2组成，电路中的基准电压为 式中VZ2为DZ2的稳定电压，VBE为T3、D1、D2发射结（D1、D2为由发射结构成的二极管）的正向电压值。在电路设计和工艺上使具有正温度系数的R1、R2、DZ2与具有负温度系数的T3、D1、D2发射结互相补偿，可使基准电压VREF基本上不随温度变化。同时，对稳压管DZ2采用恒流源供电，从而保证基准电压不受输入电压波动的影响。 （3）取样比较放大电路和调整电路 这部分电路由T4～T11组成，其中T10、T11组成复合调整管；R12、R13组成取样电路；T7、T8和T6组成带恒流源的差分式放大电路；T4、T5组成的电流源作为它的有源负载。

LM317可调稳压器介绍及应用(详解)

LM317可调稳压器介绍及应用（详解） LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。LM317 的输出电压范围是1.2V至37V，负载电流最大为1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常 LM317 不需要外接电容，除非输入滤波电容到 LM317 输入端的连线超过 6 英寸（约 15 厘米）。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。LM317能够有许多特殊的用法。比如把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超过LM317的极限就行。当然还要避免输出端短路。还可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。 特性简介 可调整输出电压低到1.2V。保证1.5A 输出电流。典型线性调整率0.01%。典型负载调整率0.1%。80dB 纹波抑制比。输出短路保护。过流、过热保护。调整管安全工作区保护。 多数工程师都知道：他们可以使用某种廉价的三端子可调稳压器，比如Fairchild Semiconductor 公司的LM317，把它作为仅提供某个必要电压值（如36V或3V）的可调稳压器。但是，如果不采用其它方法，那么该值无法低于1.25V。这些器件的内部参考电压为1.25V，并且如果不使用电位偏置，那么它们的输出电压也无法低于该值。解决这个问题的一个办法是使用基于两只二极管的参考电压源（参考文献2）。该方法适合于1.2V~15V，或电压更高的稳压器，但它不适合于超低压固定稳压器或可调稳压器。它采用的两只1N4001二极管不提供必要的1.2V电位偏置，并且具有额外的约为2.5 mV/K的温度不稳定性（参考文献3）。因此，输出电压的额外温度漂移约为100 mV；如果把温度调至20℃（典型室内情况），则它大于1.5V输出电压的6%，等于1V输出电压的10%。可用Fairchild Semiconductor 公司的LM185或Analog Devices公司的AD589可调电压参考IC来解决这些问题。但这些器件很贵，而且在本情形中，它们不仅需要额外的调零，还需要匹配。对于LM185和AD589，位于各自参考电压的这些调整分别为1.215V~1.255V和1.2V~1.25V。请注意：LM317的参考电压为1.2V~1.3V。

电子技术课程设计报告 三端集成稳压电路

河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：三端集成稳压电路

三端集成稳压电路 一、设计任务与要求 1. 掌握二极管的单向导电性及用途； 2.了解三端集成稳压器LM7805和LM317的用途及区别； 3.对桥式整流滤波电路进行了解； 4.对变压器知识进行回顾； 5.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力； 6.要求安全用电，正确使用元件 二、方案设计与论证 可调直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。变压把家用照明电交流电压220V变为所需要的低压交流电。桥式整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在1.25V-37V可调。 方案一、使用型号LM317三端稳压集成器。接入220V家用照明电源，通过降压变压器，使电压降到适合的值，然后使用IN4001型号二极管，电容等设计整流滤波电路，然后通过使用型号LM317三端稳压集成器，输出一个稳定直流电。 方案二、使用型号LM7805三端稳压集成器。接入220V家用照明电源，通过降压变压器，使电压降到适合的值，然后使用IN4007型号二极管，电容等设计整流滤波电路，然后通过使用型号LM7805三端稳压集成器，输出一个稳定直流电。 论证：由于设计要求通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在1.25V-37V可调。对于型号LM7805三端稳压集成器来说，输入电压为9V--20V，输出电压为固定值5，输出最大电流为1.5A；而型号LM317三端稳压集成器输入电压的要求范围比较大，输出电压为可调的，电压的范围1.25V-37V，输出电流的最大值与上面的相同，对于此设计来说LM317的选择性比较高，比较容易操作。 通过论证，最终确定选用方案一。

线性稳压器和开关模式电源的基本概念

线性稳压器和开关模式电源的基本概念 关键字：线性稳压器开关模式电源SMPS 摘要 本文阐述了线性稳压器和开关模式电源(SMPS)的基本概念。目的是针对那些对电源设计和选择可能不很熟悉的系统工程师。文章说明了线性稳压器和SMPS的基本工作原理，并讨论了每种解决方案的优势和劣势。以降压型转换器为例进一步解释了开关稳压器的设计考虑因素。 引言 如今的设计要求在电子系统中有越来越多的电源轨和电源解决方案，且负载范围从几mA(用于待机电源)到100A以上(用于ASIC电压调节器)。重要的是必需选择针对目标应用的合适解决方案并满足规定的性能要求，例如：高效率、紧凑的印刷电路板(PCB)空间、准确的输出调节、快速瞬态响应、低解决方案成本等。对于系统设计师来说，电源管理设计正成为一项日益频繁和棘手的工作，而他们当中许多人可能并没有很强的电源技术背景。 电源转换器利用一个给定的输入电源来产生用于负载的输出电压和电流。其必需在稳态和瞬态情况下满足负载电压或电流调节要求。另外，它还必须在组件发生故障时对负载和系统提供保护。视具体应用的不同，设计师可以选择线性稳压器(LR)或开关模式电源(SMPS)解决方案。为了选择最合适的解决方案，设计师应熟知每种方法的优点、不足和设计关注点，这是十分重要。 本文将着重讨论非隔离式电源应用，并针对其工作原理和设计的基本知识作相关介绍。 线性稳压器 线性稳压器的工作原理 我们从一个简单的例子开始。在嵌入式系统中，可从前端电源提供一个12V总线电压轨。在系统板上，需要一个3.3V电压为一个运算放大器(运放)供电。产生3.3V电压最简单的方法是使用一个从12V总线引出的电阻分压器，如图1所示。这种做法效果好吗？回答常常是―否‖。在不同的工作条件下，运放的V CC引脚电流可能会发生变化。假如采用一个固定的电阻分压器，则IC V CC电压将随负载而改变。此外，12V总线输入还有可能未得到良好的调节。在同一个系统中，也许有很多其他的负载共享12V电压轨。由于总线阻抗的原因，12V总线电压会随着总线负载情况的变化而改变。因此，电阻分压器不能为运放提供一个用于确保其正确操作的3.3V稳定电压。于是，需要一个专用的电压调节环路。如图2所示，反馈环路必需调整顶端电阻器R1的阻值以动态地调节V CC上的3.3V。

线性稳压器原理

随着便携式设备（电池供电）在过去十年间的快速增长，象原来的业界标准LM340 和 LM317 这样的稳压器件已经无法满足新的需要。这些稳压器使用NPN 达林顿管，在本文中称其为NPN 稳压器（NPN regulators）。预期更高性能的稳压器件已经由新型的低压差（Low-dropout）稳压器（LDO）和准LDO稳压器（quasi-LDO）实现了。 NPN 稳压器（NPN regulators） 在NPN稳压器（图1：NPN稳压器内部结构框图）的内部使用一个PNP管来驱动NPN 达林顿管（NPN Darlington pass transistor），输入输出之间存在至少1.5V～2.5V 的压差（dropout voltage）。这个压差为： Vdrop ＝2Vbe ＋Vsat（NPN 稳压器） （1） LDO 稳压器（LDO regulators） 在LDO(Low Dropout)稳压器（图2：LDO稳压器内部结构框图）中，导通管是一个PNP管。LDO的最大优势就是PNP管只会带来很小的导通压降，满载（Full-load）的跌落电压的典型值小于500mV，轻载（Light loads）时的压降仅有10～20mV。LDO的压差为： Vdrop ＝Vsat （LDO 稳压器） （2）

准LDO 稳压器（Quasi-LDO regulators） 准LDO（Quasi-LDO）稳压器（图3：准LDO 稳压器内部结构框图）已经广泛应用于某些场合，例如：5V到3.3V 转换器。准LDO介于NPN 稳压器和LDO 稳压器之间而得名，导通管是由单个PNP 管来驱动单个NPN 管。因此，它的跌落压降介于NPN稳压器和LDO之间： Vdrop ＝Vbe ＋Vsat （3） 稳压器的工作原理（Regulator Operation） 所有的稳压器，都利用了相同的技术实现输出电压的稳定（图4：稳压器工作原理图）。输出电压通过连接到误差放大器（Error Amplifier）反相输入端（Inverting Input）的分压电阻（Resistive Divider）采样（Sampled），误差放大器的同相输入端（Non-inverting Input）连接到一个参考电压Vref。参考电压由IC内部的带隙参考源(Bandgap Reference)产生。误差放大器总是试图迫使其两端输入相等。为此，它提供负载电流以保证输出电压稳定： Vout = Vref(1 + R1 / R2)

三端稳压电路图集分析

三端稳压电路图集（六祖故乡人汇编2013年9月8日） LM317可调稳压电源电路图： LM317是可调稳压电源中觉的一种稳压器件，使用也非常方便。LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。很早以前我国和世界各大集成电路生产商就有同类产品可供选用，是使用极为广泛的一类串连集成稳压器。LM317 的输出电压范围是1.25V —37V（本套件设计输出电压范围是 1.25V—12V），负载电流最大为 1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性率和负载率也比标准的固定稳压器好。LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。 为保证稳压器的输出性能，R应小于240欧姆。改变RP阻值稳压电压值。D5，D6用于保护LM317。 输出电压计算公式：Uo=(1+RP/R)*1.25 下面是LM317可调稳压电源电路图的元器件清单： 下面是LM317可调稳压电源电路图：

三端集成稳压可调电源电路设计： 如图所示，此电路的核心器件是W7805。W7805将调整器，取样放大器等环节集于一体，内部包含限流电路、过热保护电路、可以防止过载。具有较高的稳定度和可靠性。W7805属串联型集成稳压器。其输出电压是固定不变的，这种固定电压输出，极大的限制了它的应用范围。如果将W7805的公共端即3脚与地断开，通过一只电位器接到-5V左右的电源上，就可以在改变电位器阻值的同时，使集成稳压器的取样电压及输出电压都随之改变。图中RP1就是为此而设计的。只要负电压的大小取得合适便能使输出电压从0V起连续可调，输出电压的最大值由W7805的输入电压决定，本稳压器0V-12V可调。VD3整流，C2滤波，VD4稳压后提供5V负电压。 元件选择：变压器应选用5V A，输出为双14V；二极管VD1-VD4选用1N4001；VDW 选用稳压值为5-6V的2CW型稳压管；RP1用普通电位器；RP2为微调电阻。IC用7805；其它元件参数图中已注明，无特殊要求。 电路调试：元件焊接无误后可通电调试，首先测b点对地电压，空载时应在18V左右；d点电压大约为-5.5V--6V，如不正常,可重点检查VD3，C2，R1，VDW，RP2等元件，然后再测量输出电压，旋动RP1,万用表指针应能在较大范围变动，说明稳压器工作正常；最后

线性稳压器的基础

线性稳压器又称为三引脚稳压器或降压器等，由于电路简单而容易使用，是许多设计者以前早就耳熟能详的电源。过去由分立器件所构成，IC化普及后变得既简便又小型，被使用在各种不同电源的应用中。近年电子设备要求必须具有高效率，需要大输出功率的设备逐渐以开关电源为主流，不过简单又省空间且低噪声的线性稳压器则是哪里都用得到的电源。 本项从线性稳压器的工作原理开始，说明其主要规格与热计算。 线性稳压器基本上由输入、输出、GND引脚所构成，可变输出则在此增加反馈输出电压的反馈（feed back）引脚(参考图1)。 线性稳压器内部电路概述如图2所示。基本上由误差放大器（误差检测用运算放大器）、基准电压源、输出晶体管所构成。输出晶体管虽用Pch MOSFET，但也可使用Nch的MOSFET、双极的PNP、NPN晶体管。 图2:内部电路概述 工作是完全模拟，是使用了运算放大器基本控制电路之一，即反馈（feed back）环路。输入或负载变动后，即使输出电压开始变动，误差放大器也会连续比较来自稳压器输出电压的反馈电压和基准电压，调整功率晶体管使差分为零，将VO维持恒定。这是反馈环路控制稳定化（调节）。具体上如前所述，误差放大器非反转引脚的电压由于经常与VREF相同，故流向R2的电流将会恒定。流向R1和R2的电流通过REF÷R2可以求得，故Vo将为此电流×（R1＋R2）。这就是欧姆定律，公式如下： 关键要点: ?使用误差放大器的反馈环路控制让线性稳压器的输出稳定。 线性稳压器的电路构成虽然基本上为图5的反馈环路电路，不过压差电压会因输出晶体管种类而异。

标准型和LDO型有极大不同，而LDO型中更可分为3种。使用双极NPN晶体管的LDO虽然品种不太多，但可以处理大电流。甚至可达10A之高，但压差电压则为1V～2V以下，在LDO 中为高压类。双极PNP晶体管的LDO目前是双极系LDO主流。起初很难克服启动时的浪涌电流或电流容量问题，不过已逐渐改善。输出晶体管使用MOSFET的产品可支持更低输出电压、以支持电池驱动应用产品的低功耗需求。 图5:基本电路和输出晶体管 图6:输出晶体管和压差电压 关键要点: ?压差电压视因使用的输出段（控制）晶体管种类而异，故根据使用条件分开使用。 系列稳压器、三引脚稳压器、降压器、LDO。这些想必有听过的名称全都是指线性稳压器。除了这些名称，根据其功能或方式可以分成几类。

三端可调式集成稳压器

三端可调式集成稳压器 三端可调式集成稳压器输出电压可调，稳压精度高，输出纹波小，只需外接两只不同的电阻，即可获得各种输出电压。 1．分类 它分为三端可调正电压集成稳压器和三端可调负电压集成稳压器。 三端可调式集成稳压器产品分类见表7.3.3。 表7.3.3 三端可调式集成稳压器分类 类型产品系列或型号最大输出电流I OM/A输出电压U O/V 正电压输出 LM117L/217L/317L0.1 1.2∽37 LM117M/217M/317M0.5 1.2∽37 LM117/217/317 1.5 1.2∽37 LM150/250/3503 1.2∽33 LM138/238/3385 1.2∽32 LM196/39610 1.25∽15负电压输出LM137L/237L/337L0.1－1.2∽－37

LM137M/237M/337M0.5－1.2∽－37 LM137/237/337 1.5－1.2∽－37 2．引脚排列 三端可调式集成稳压器引脚排列图如图7.3.6所示。除输入、输出端外，另一端称为调整端。 图7.3.6 三端可调式集成稳压器引脚排列图 a）TO-220 封装 b）TO-3封装 3. 三端可调式集成稳压器基本应用电路 1）．基本应用电路及输出电压估算 电路如图7.3.7所示。U O=1.2~37V连续可调。I OM=1.5A，I Omin≥5mA. CW317的U REF固定在1.2V，I ADJ=50 A，忽略不计。 U O=1.2（1+R2/R1）V 。

图7.3.7 三端可调式集成稳压电路 2）．外接元器件选取 为保证负载开路时I Omin ≥5mA ，R 1max =U REF /5mA=240Ω。U Omax =37V ，R 2为调节电阻，代入U O 表达式求得R 2为7.16k Ω左右，取6.8k Ω。 C 2是为了减小R 2两端纹波电压而设置的，一般取10μF 。C 3是为了防止输出端负载呈感性时可能出现的 阻尼振荡，取1μF 。C 1为输入端滤波电容，可抵消电路的电感效应和滤除输入线窜入干扰脉冲，取0.33μF 。VD 1、VD 2是保护二极管，可选整流二极管2CZ52。 3）． I U 选取 I U =28∽40V ，O I U U -≥3V 。当V U V U U I O O 40,37max ===。

7805三端稳压管

7805稳压电源电路图: 常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78 ××系列和负电压输出的79××系列 7805管脚图 7805典型应用电路图:

78XX系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。当输出电较大时，7805应配上散热板。 下图为提高输出电压的应用电路。稳压二极管VD1串接在78XX稳压器2脚与地之间，可使

输出电压Uo得到一定的提高，输出电压Uo为78XX稳压器输出电压与稳压二极管VC1稳压值之和。VD2是输出保护二极管，一旦输出电压低于VD1稳压值时，VD2导通，将输出电流旁路，保护7800稳压器输出级不被损坏。 下图为输出电压可在一定范围内调节的应用电路。由于R1、RP电阻网络的作用，使得输出电压被提高，提高的幅度取决于RP与R1的比值。调节电位器RP，即可一定范围内调节输出电压。当RP=0时，输出电压Uo等于78XX稳压器输出电压；当RP逐步增大时，Uo也随之逐步提高。 下图为扩大输出电流的应用电路。VT2为外接扩流率管，VT1为推动管，二者为达林顿连接。R1为偏置电阻。该电路最大输出电流取决于VT2的参数。

下图为提高输入电压的应用电路。78XX稳压器的最大输入电压为35V（7824为40V），当输入电压高于此值时，可采用下图所示的电路。VT、R1和VD组成一个预稳压电路，使得加在7800稳压器输入端的电压恒定在VD的稳压值上（忽略VT的b-e结压降）。Ui端的最大输入电压仅取决于VT的耐压。

三端稳压器的扩展使用

三端稳压器的扩展使用 这里总结了一些常用三端集成稳压器的一些使用知识、扩展功能的方法，以使电子爱好者能利用手头现有的各种稳压器来组成所需要的各种电源电路。下面分别介绍几种常用的方法。 扩流电路: 我们知道，78**（79**）系列和LM317/337系列最大输出电流为1.5A，如果所用电子装置需要稳压电源提供更大的电流，就需要采用扩流措施了。下面介绍两种常用的扩流方法。 ?外加功率管扩流。 电路如图1所示（在后面的电路图中，为简单起见，均将电源变压器、整流二极管和输入滤波电容省略不画）。R1是过流保护取样电阻，当输出电流增大超过一定值时，R1上压降增大，使BG1的Ube值减小，促使BG1向截止方向转化。因为集成稳压器本身有过热保护电路，如果我们将BG1和集成稳压器安装在同一个散热器板上，则BG1也同样受到过热保护。图1电路可输出小于7A的电流。 ?多块稳压器并联扩流。 电路如图2所示。这是一种线路简单、无需调整，有较高实用性的电路，其最大输出电流为N*1.5A（N为并联的稳压器的块数）。实际应用中，稳压器最好使用同一厂家、同一型号产品，以保证其参数一致性。另外，最好在输出电流上留有10-20%的余量，以避免个别稳压器失效造成稳压器连锁烧毁。 扩压电路: 这里常用的方法有三种，分别是： ?固定抬高输出电压。 电路如图1所示。如果需要输出电压Uo高于手头现有的稳压块的输出电压时，可使用一只稳压二极管DW将稳压块的公共端电位抬高到稳压管的击穿电压Vz，此时，实际输出电

压Uo等于稳压块原输出电压与Vz之和。将普通二极管正向运用来替代DW，同样可起到抬高输出电压的作用。例如，想为自己的录音机装一个6V、500mA的稳压电源，而手头只有一只7805稳压器，则可按图2电路安装。D1选用2CP（IN4001）类硅二极管，其上压降约为0.8V，这样输出就约为5.8V，足以满足录音机的需要了。若将D1换成发光二极管LED，不但能提高输出电压，而且LED发光还起到电源指示作用。

线性稳压器件(Linear Regulators)：工作原理及补偿

ǖ ? OQO! V DROP =2V BE +V SAT (NPN REG) MEP! MEP! V DROP =V BE +V SAT V OUT =V REF (1+R1/R2) 10123901 1.NPN 3. LDO 10123902 2.PNP LDO 10123903 ? 1148Chester Simpson 2000 5 ǖ ? AN-1148 ?2002National Semiconductor Corporation AN101239www https://www.wendangku.net/doc/85122135.html, āā ? ? LM340 LM317 ? ? ? NPN ? 1?? ? NPN ? ?LDO ? LDO ?quasi-LDO ? ? āā NPN ? PNP NPN ? ? ? 1.5V 2.5V ?dropout voltage ?? " "? ? ǖ āā ? 5V 3.3V ? LDO ? 3?? LDO NPN LDO ? PNP NPN ? ? NPN LDO ǖ āā , ? , 4?? āā ? ?? ? IC ? ? ? ? ? ǖ āā LDO ? ? ? PNP ? 2??LDO PNP ?LDO ǖ āāāāāāVdrop ǚVsat ?LDO ? āā 500mV ? 10mV 20mV ?

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