电子系统设计(一)
三 内部结构和基本应用电路
外 形 引 脚
CW117 1 2 3 CW137 1 2 3
ADJ UO UI
ADJ UI UO
调整电路 2 UO 50 A IREF 1
内 部 结 构
3 UI 启 动 电 路 保护电路 偏置电路
误差放大 基准电路
ADJ
UI I REF 50 A
基 准 源
B
C1 0.33F
C2 1µ F
C1 0.33F
W7805 稳压器基本接线图
W7905 稳压器基本接线图
电容C1——防止自激振荡。 0.1F ~ 0.33F 电容C2——减小高频干扰,改善瞬态特性。1F
输入与输出之间的电压差不得低于2V
2)提高输出电流的电路
VD 的作用:补偿三极管的发射结电压,使电路输出 电压等于三端集成稳压器的输出电压。
U REF
UO
ADJ
恒流源电流I REF 50 A,作为基准源的供电电流, 从ADJ端流出。 基准源在B和ADJ端提供稳定性很高的电压 UREF = 1.25 V(1.2V~1.3V之间)
表2.3 LM317基本技术指标
项目
LM317L 电源电压 40 40
规格
LM317T LM317K 40 V
1---军品级;2---工业品级;3---为民品级。 1----正输出电压 LM117/217/317 3----负输出电压 LM137/237/337 军级为金属壳或陶瓷封装,工作温度-55~ 150℃; 工业级为金属或陶瓷封装,工作温度-25~ 150℃; 民品级多为塑料封装,工作温度范围0℃~ 125℃。
单位
输出电流
最大损耗
0.1
0.625
1.5
15
1.5
20
A
W
工作温度
电压调整率
-40--125
0.01
-40--125
0.01 0.1 1.25 2.2 1.5
-40--125
0.01 0.1 1.25 2.2 1.5
负载调整率 0.1 基准电压
输出短路电流 最小偏置电流
℃ % %
V A mA
1.25 0.2 1
电源的分类: 线性稳压源 开关稳压源
一线性稳压源
线性稳压源的基本特点 线性稳压源的结构决定了他具有以下特点: 1)市电变压器体积大,效率低。 2)整流电路位于变压器的二次侧,通过 二极管的电流等于电源负载电流,稳压源 线路损耗大。 3) 滤波电容所储能量1/2CV2,滤波电容体 积大。
4)前向调整管调整压降大于3V,线性稳压电路 稳压效率低。 5)电路结构简单,稳压特性好,无电磁干扰问 题。 6)目前线性稳压源仍是试验检测电源的主力 军。
第二节 整流电路
一、 全波整流电路 1)变压器绕组需中间抽头,增加制造成本和 工艺复杂性。 2)整流后的直流电压仅有一个二极管压降, 较桥式整流电路损耗小。 3)适用于低输出电压的稳压电路。
二 桥式整流电路
1 单输出桥式整流电路 2 正负对称电源共用整流电路 1) 整流效率与全波整流电路相等, 2)输出整流电压必须正负对称,但正负电源 所带负载可以不同。
2 限流恒压源电路 1)输出电压从0V可调 2)输出电流小于1A 3)限流值可任意设定,不受负载工况影响 3 限压恒流源电路 1)输出电流从0A可调,其值小于1A, 2)限压值可任意设定,不受负载工况影响
限流恒压源
限压恒流源
第三节 电源变压器及整流电路实用 设计方法
3)提高输出电压的电路
UZ UO UO
R2 U O (1 )U O R1
4)使输出电压可调的电路
射极跟随
R3 R2 因为 U A UO R1 R2 R3
U A UO UO
R3 R3 R2 R2 /(1 所以 U O U O ) (1 )U O R1 R2 R3 R1 R2
CW317、CW337系列三端可调稳压器使用 非常方便,只要在输出端上外接两个电阻 ,即可获得所要求的输出电压值。
D1 防止输入端短路时 C4 反向放电损坏稳压器
IQ IO R1
D2 防止输出端短路时C2 通 过调整端放电损坏稳压器
D1
+
Ui
3 CW317 2 1
C1 C2 10 F
0.1 F
第一节 78/79系列三端稳压器
一、 78系列三端稳压器 78L×× 输出电流100mA 78M×× 输出电流500mA 78×× 输出电流1000mA 标称输出电压:5、6、7、8、9、10、12、 15、18、24。
表2.1 三端稳压器的基本技术指标
项目 输 入 电 压 5~18V 符号 VIN 78L 35 78M 35 78 35 79L 35 79M 35 79 35 单位 V
4)二极管电压安全系数2-3; 5)二极管电流安全系数1.5-2; 6)二极管容量愈大其寄生电容愈大,反向 恢复时间愈长,反向漏电流愈大。 7) 二极管动态导通压降大于直流通态压降 ,快恢复二极管动态导通压降最大,肖特 基二极管动态压降最小。
二、 电解电容 1电解电容等效电路 L:寄生电感 R:寄生电阻(决定电容损耗)
5)正、负对称固定输出的稳压电源
1 +
W78XX
C1 0.33F
0.33F C1 2 C2 1F 1F C2
3 RL1
+UO
UI _ 2
1
RL2 3 -UO
W79XX
正负电压同时输出电路
4 三端固定稳压器使用注意事项
1)防止输入输出接反,损坏器件; 2)防止稳压器浮地故障; 3)如果输出电压|V0|〉7V,应接保护二极 管 4)输入电压不能超过允许最高输入电压 7805~18,VImax=35V,7905~18,VImax=-35V 5)78系列,VImin≥7V,79系列,VImin≤-
7V
6)输出电流不能超过最大值IOmax
第二节 LM317/337三端稳压器
一 LM317/337的基本封装
二 基本型号
集成三端可调稳压器分为:
CW117 、CW217、 CW317(正电压输出) CW137 、CW237、 CW337(负电压输出)
每个系列又有100mA、0.5A、1.5A、3A… 等品种 可以实现输出电压的连续可调。 其电压调整率、电流调整率和纹波抑制比 都比CW78和CW79系列高几倍
若IQ=5 mA,则R1 = UREF/ IQ = 250
0 30 V 连续可调电路
+ Ui +32 V C1 0.33 F
3
C2
CW317
1
2 R1
+ Uo
+
C3 1 F
120 R2 R3
10 F 3 k D
A 680
–10 V
UA = – 1.25 V 当 R2 = 0 时,UO= 0 V
二 基本应用
1 基本应用电路
输入输出端都要接电容,输出电容不接时 会产生振荡,所以输出电容应接在尽量靠 近输出端的位置。 三端稳压器前向通道需反并联二极管。 输出电流达到2A时输出电压开始下降,当 负载完全短路时,负载电流为0.8A
2 79系列三端稳压器基本应 用 封装及基本电气参数与78系列相同 TO-220封装: 1 公共端;2 输入;3输出 79系列三端稳压器基本应用电路
四 恒压源、恒流源设计
1 恒压源设计
一个具有实用价值的恒压源应具有的基本功能: 1) 输出电压连续可调 2) 负载电流可根据需要设定限流值
2 恒流源设计
一个具有实用价值的恒流源应具有的基本功能: 1) 输出电流连续可调 2) 负载电压可根据需要设定限压值
基本恒压源电路
基本恒流源电路
一 、二极管 1 整流二极管 适用于工频整流电路,结电容大,反向恢 复时间长,通态压降VF=1.0-1.4V 常用型号:IN4148 最大电流1A 允通电流 0.5A 耐压值75V。IN4001/4/7 最大电流 2.5A 允通电流1A 耐压值分别为 50V/400V/1000V。
2 肖特基二极管
3 三端稳压器常用电路
1) 2) 3) 4) 5)
输出标称电压稳压源 提高输出电流稳压源 提高输出电压稳压源 输出电压可调的稳压源 输出正负对称电压稳压源
1) 输出固定电压的电路
1 + UI - LM7805 CW7805 2 3 + UO - - UI + 2 LM7905 CW7905 1 C2 1µ F 3 - UO +
第二章 三端稳压器实用设计方法
本章将以最简明的方法讲述常用三端稳压 器的基本电气参数和应用技术。 三端稳压器是一种线性稳压电源。前向调 整管采用PNP管为正电源稳压器。前向调整 管采用NPN管为负电源稳压器 输出电压固定不变的三端稳压器最常用型 号:78××; 79××。 输出电压可调的三端稳压器最常用型号: LM317/LM117
24V
VIN
IO PC TOP
40
0.15 0.5
40
0.5 20
40
1 20
40
-0.15 0.5
40
-0.5 20
40
1 20
V
A W ℃
输出电流 最30~ -30~ -30~ 75 75 75 75 75 75