摘 要:三端集成穩(wěn)壓器具有體積小、可靠性高、使用靈活方便等特點,廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。文章介紹幾種三端集成穩(wěn)壓器的的應(yīng)用電路方案,并給出了實際應(yīng)用電路的具體參數(shù),電路實用性強,應(yīng)用實踐證明效果良好。
關(guān)鍵詞:三端集成穩(wěn)壓器;基本應(yīng)用;擴展應(yīng)用
隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路基本原理,集成了過壓、過流、過熱等保護電路,具有較大功率輸出,穩(wěn)定性能好的三端集成穩(wěn)壓器應(yīng)運而生。它具有體積小,可靠性高,使用靈活,價格低廉等優(yōu)點,因此具有廣泛的應(yīng)用。
1 三端集成穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路方案
所謂三端是指電壓輸入端、電壓輸出端和公共接地端。輸出有正負(fù)兩種電壓,W78XX系列為三端固定正電壓輸出的集成穩(wěn)壓器,如W7805、W7812等。W79XX系列為三端固定負(fù)電壓輸出的集成穩(wěn)壓器,如W7905、W7912等。另外還有三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器,如LM317等。
W78XX和W79XX系列構(gòu)成的基本穩(wěn)壓電路,輸入端的電容Ci是在輸入線較長時用于旁路高頻干擾脈沖,減少輸入波紋電壓,接線不長時可省略。輸出端的電容CO用來改善暫態(tài)響應(yīng),使瞬時增減負(fù)載電流時不致引起輸出電壓有較大的波動,削弱電路的高頻噪聲。Ci、CO一般在0.1μF~1μF之間。
2 三端集成穩(wěn)壓器擴展應(yīng)用電路方案
2.1 擴壓電路
①固定抬高輸出電壓,電路如圖1所示。如果需要輸出電壓UO高于手邊現(xiàn)有的三端集成穩(wěn)壓器的輸出電壓時,可用一只穩(wěn)壓二極管VZ將三端集成穩(wěn)壓器的公共端電位抬高到穩(wěn)壓管的擊穿電壓UZ,此時,實際輸出電壓UO等于穩(wěn)壓器原輸出電壓與UZ之和。將普通二極管正向運用來代替VZ,同樣可起到抬高輸出電壓的作用,若將二極管換成發(fā)光二極管LED,不但能提高輸出電壓,而且LED發(fā)光還起到電源指示作用。
②輸出電壓可調(diào)電路。利用78XX系列固定輸出穩(wěn)壓電路,也可以組成電壓可調(diào)電路,如圖2。輸出電壓UO≈UXX(1+R2/R1),其中UXX為三端集成穩(wěn)壓器標(biāo)稱輸出電壓。顯然,若將R1、R2數(shù)值固定,該電路就可以用于固定抬高輸出電壓。如將R1或R2換成光敏電阻,便可以構(gòu)成光控輸出電壓關(guān)斷電路。圖3中用運放作為電壓跟隨器,克服了三端集成穩(wěn)壓器靜態(tài)電流IQ的影響,輸出電壓UO=UXX(1+R2/R1),其中R1為電位器中心抽頭與A點之間的電阻值,R2為電位器中心抽頭與B點之間的電阻值。電路中運放也可用741運放,輸出電壓從7V~30V連續(xù)可調(diào)。
2.2 擴流電路
78XX(79XX)系列和LM317系列最大輸出電流為1.5A,如果所用電子裝置需要穩(wěn)壓電源提供更大的電流,就需要采用擴流措施。
①外接功率管擴流。電路如圖4所示,R1是過流保護取樣電阻,當(dāng)輸出電流增大超過一定值時,R1上壓降增大,使BG的Ube值減小,促使BG向截止方向轉(zhuǎn)化。因為三端集成穩(wěn)壓器本身有過熱保護電路,如果我們將BG和集成穩(wěn)壓器安裝在同一個散熱器板上,則BG也同樣受到過熱保護。圖4電路可輸出最大7A的電流。
②多塊穩(wěn)壓器并聯(lián)擴流,電路如圖5所示。這是一種線路簡單、無需調(diào)整、有較高實用性的電路,其最大輸出電流為1.5A×N(N為并聯(lián)的三端集成穩(wěn)壓器的塊數(shù))。實際應(yīng)用中,穩(wěn)壓器最好使用同一廠家、同一型號產(chǎn)品,以保證其參數(shù)一致性。另外,最好在輸出電流上留有10%~20%的余量,以避免個別穩(wěn)壓器失效造成三端集成穩(wěn)壓器連鎖燒毀。
2.3 恒流源電路
如圖6所示,輸出電流IO=UXX/R+IQ。一般在選擇R時應(yīng)使IO>>IQ,以避免IQ變化時影響恒流特性。這個電路可給各種可充電電池充電,實際使用時,可以將不同的R分檔接入,并用開關(guān)進行轉(zhuǎn)換,以調(diào)整不同的充電電流。
2.4 慢啟動穩(wěn)壓電源
慢啟動穩(wěn)壓電源在一些燈絲供電電路、音響設(shè)備電源中得到廣泛應(yīng)用,這種電路的功能是減小沖擊電流以延長燈絲壽命或消除開機時喇叭的“噗”聲。圖7是用LM317T組成的慢啟動正12V穩(wěn)壓電源電路。電路加電時,由于CO上電壓不能突變,故BG導(dǎo)通,將R2短路,輸出電壓UO約為1.5V。隨著CO的充電,BG逐漸退出飽和區(qū),R2上的電壓逐漸增大,輸出電壓UO慢慢升高。一直到CO充電完畢,BG截止,輸出電壓UO才達(dá)到額定值12V。穩(wěn)壓電源的啟動速度由時間常數(shù)R3CO確定。其中二極管VD是為了幫助三端集成穩(wěn)壓器正常啟動而設(shè)置的。
對于三端集成穩(wěn)壓器來說,其具體應(yīng)用電路可以說是不勝枚舉。只要掌握了其基本工作原理,就可以演變出各種實用的電路。本文介紹的幾個應(yīng)用電路,使用實踐證明效果良好,具有較高的實際使用價值。
參考文獻
[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2008.
[2]沙占友.集成穩(wěn)壓電源實用設(shè)計軟件大全[M].北京:中國電力出版社,2008.
[3]王守華.模擬電子技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2011.