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集成穩(wěn)壓器的知識詳解

發(fā)布日期：2022-09-15 00:00:00 作者：德力西旗艦店

摘要： 穩(wěn)壓器的作用是將不穩(wěn)定的直流電壓變換為穩(wěn)定的直流電壓。而集成穩(wěn)壓器憑借體積較小、穩(wěn)壓性能好和保護功能完善等優(yōu)點應用范圍越來越廣

穩(wěn)壓器的作用是將不穩(wěn)定的直流電壓變換為穩(wěn)定的直流電壓。而集成穩(wěn)壓器憑借體積較小、穩(wěn)壓性能好和保護功能完善等優(yōu)點應用范圍越來越廣。集成穩(wěn)壓器有線性電源式穩(wěn)壓器和開關電源式穩(wěn)壓器兩大類。由于開關電源式穩(wěn)壓器屬于模擬、數(shù)字混合電路，所以我們在后文介紹此類穩(wěn)壓器，下面僅介紹模擬集成穩(wěn)壓器。模擬集成穩(wěn)壓器有三端式和多端式兩種。常見的集成穩(wěn)壓器的電路如圖4-123所示。

(1)三端穩(wěn)壓器

三端穩(wěn)壓器又分為不可調和可調兩種。常見的三端穩(wěn)壓器實物與引腳功能如圖4-124所示。

① 三端不可調穩(wěn)壓器。三端不可調穩(wěn)壓器是目前應用最廣泛的穩(wěn)壓器。三端不可調穩(wěn)壓器主要有78××系列和79××系列兩大類。其中，78××系列穩(wěn)壓器輸出的是正電壓，而79××系列穩(wěn)壓器輸出的是負電壓。三端不可調穩(wěn)壓器主要的產品有NC 公司的LM78××/79××、摩托羅拉公司的MC78××/79××、仙童公司的μA78××/79××、東芝公司的TA78××/79××、日立公司的HA78××/79××、日電公司的μPC78××/79××、三星公司的KA78××/79××以及意法聯(lián)合公司生產的L78××/79××等。其中，××代表電壓數(shù)值，比如，7812 代表的是輸出電壓為12V 的穩(wěn)壓器，7905 代表的是輸出電壓為?5V 的穩(wěn)壓器。

a.分類。三端不可調穩(wěn)壓器按輸出電壓可分為10 種，以78××系列穩(wěn)壓器為例介紹，包括7805(5V)、7806(6V)、7808(8V)、7809(9V)、7810(10V)、7812(12V)、7815(15V)、7818(18V)、7820(20V)、7824(24V)。三端不可調穩(wěn)壓器按輸出電流可分為多種，穩(wěn)壓器最大輸出電流與字母的關系見表4-1。

b.三端不可調穩(wěn)壓器的工作原理。下面以78××系列三端不可調穩(wěn)壓器為例介紹三端不可調穩(wěn)壓器的工作原理。78××系列三端不可調穩(wěn)壓器由啟動電路(恒流源)、取樣電路、基準電壓形成電路、誤差放大器、調整管、保護電路等構成，如圖4-125所示。

當78××系列三端不可調穩(wěn)壓器輸入端有正常的供電電壓輸入后，該電壓不僅加到調整管的集電極，而且通過基準電壓形成電路產生基準電壓?；鶞孰妷杭拥秸`差放大器后，誤差放大器為調整管的基極提供基準電壓，使調整管的發(fā)射極輸出電壓，該電壓經R1 限流，再通過三端不可調穩(wěn)壓器的輸出端子輸出后，為負載供電。

當輸入電壓降低或負載變重，引起三端不可調穩(wěn)壓器輸出電壓Uo 下降時，通過可調電阻RP 與R2 取樣后的電壓減小。該電壓加到誤差放大器的反相輸入端，與同相輸入端輸入的參考電壓比較后，輸出的電壓增大，調整管因基極輸入電壓增大而導通程度加強，使Uo 升高到規(guī)定值，實現(xiàn)穩(wěn)壓控制。當輸出電壓升高時，穩(wěn)壓控制過程相反。

當負載異常引起調整管過電流，被過電流保護電路檢測后，調整管停止工作，避免調整管過電流損壞，實現(xiàn)了過電流保護。另外，調整管過電流時，溫度會大幅度升高，被芯片內的過熱保護電路檢測后，也會使調整管停止工作，避免了調整管過熱損壞，實現(xiàn)了過熱保護。

② 三端可調穩(wěn)壓器。三端可調穩(wěn)壓器是在三端不可調穩(wěn)壓器的基礎上發(fā)展而來的，它最大的優(yōu)點就是輸出電壓在一定范圍內可以連續(xù)調整。它和三端不可調穩(wěn)壓器一樣，也有正電壓輸出和負電壓輸出兩種。

a.分類。三端可調穩(wěn)壓器按輸出電壓可分為4 種：第一種是輸出電壓為1.2～15V 的，如LM196/396;第二種是輸出電壓為1.2～32V 的，如LM138/238/338;第三種是輸出電壓為1.2～33V 的，如LM150/250/350;第四種是輸出電壓為1.2～37V 的，如LM117/217/337。

三端可調穩(wěn)壓器按輸出電流分為0.1A、0.5A、1.5A、3A、5A、10A 等多種。在穩(wěn)壓器型號后面加字母“L”的穩(wěn)壓器的輸出電流為0.1A，如LM317L 就是最大電流為0.1A 的穩(wěn)壓器;在穩(wěn)壓器型號后面加字母“M”的穩(wěn)壓器的輸出電流為0.5A，如LM317M 就是最大電流為0.5A 的穩(wěn)壓器;在穩(wěn)壓器型號后面不加字母的穩(wěn)壓器的輸出電流為1.5A，如LM317就是最大電流為1.5A 的穩(wěn)壓器。而LM138/238/338 是5A 的穩(wěn)壓器，LM196/396 是10A 的穩(wěn)壓器。

b.工作原理。三端可調穩(wěn)壓器由恒流源(啟動電路)、基準電壓形成電路、調整器(調整管)、誤差放大器、保護電路等構成，如圖4-126所示。

當穩(wěn)壓器LM317 的輸入端有正常的供電電壓輸入后，該電壓不僅為調整器供電，而且通過恒流源為基準電壓放大器供電，由它產生基準電壓?；鶞孰妷杭拥秸`差放大器的同相輸入端后，誤差放大器為調整器提供導通電壓，使調整器開始輸出電壓，該電壓通過輸出端子輸出后，為負載供電。

當輸入電壓減小或負載變重，引起LM317 輸出電壓下降時，誤差放大器反相輸入端輸入的電壓減小，誤差放大器為調整器提供的電壓增大，調整器輸出電壓增大，最終使輸出電壓升高到規(guī)定值，實現(xiàn)穩(wěn)壓控制。輸出電壓升高時，穩(wěn)壓控制過程相反。

LM317 內的1.25V 基準電壓形成電路的輸出電壓受調整端ADJ 輸入電壓的控制，當ADJ 端子輸入電壓升高后，基準電壓形成電路輸出的電壓就會升高，誤差放大器輸出的電壓因同相輸入端電壓升高而升高，使調整器輸出電壓升高。反之，控制過程相反。這樣，通過調整ADJ 端子的電壓，也就可以改變LM317 輸出電壓的大小。

上一篇文章：線性穩(wěn)壓器與開關穩(wěn)壓器的優(yōu)劣勢

下一篇文章：興建蓄能儲能電站，為南方電網配好“穩(wěn)壓器”

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