模拟电子技术实用知识（整流电路和稳压电路）

小稿 • 2024年8月12日下午2:14 • 投稿

项目一、整流电路

一、常见的整流电路

常见的几种整流电路的电路图、整流电压的波形，及计算公式。

二、倍压整流电路

1.七倍压整流电路，如图所示。

2.实用的电蚊拍电路，如图所示。

项目二、稳压电路

一、并联型稳压电路

图2是稳压二极管并联型稳压电路，又称稳压管稳压电路，因其稳压管D_Z与负载电阻R_L并联而得名。

引起电压不稳定的原因是交流电源电压的波动和负载电流的变化。而稳压管能够稳压的原理在于稳压管具有很强的电流控制能力。当保持负载R_L不变，U_i因交流电源电压增加而增加时，负载电压Uo也要增加，稳压管的电流I_Z急剧增大，因此电阻R上的压降急剧增加，以抵偿U_i的增加，从而使负载电压Uo保持近似不变。相反，U_i因交流电源电压降低而降低时，稳压过程与上述过程相反。

如果保持电源电压不变，负载电流I₀增大时，电阻R上的压降也增大，负载电压Uo因而下降，稳压管电流I_Z急剧减小，从而补偿了I₀的增加，使得通过电阻R的电流和电阻上的压降保持近似不变，因此负载电压Uo也就近似稳定不变。当负载电流减小时，稳压过程相反。

选择稳压管时，一般取：

图(b)为实用的稳压电路，请注意U2应为多大？各个电容器的耐压与电容量为多大？为什么可以不用调整电阻R？如果要采用R，应如何选取R阻值与功率？

二、串联型稳压电路

（一）简单串联型稳压电路原理图

1.电路组成

在实际电路中，用人工来调节可变电阻来实现稳压是不实际的，必须能自动调整才行。在电子电路里，常用三极管来代替可调电阻R，简单的串联型稳压电路如图3所示。

2．简单串联稳压电路的稳压原理

图3中各个元件的作用如下：三极管VT的c、e极与负载相串联，相当于一个可变电阻器，起串联分压作用，通常称为调整管；稳压二极管Vz与电阻R构成并联型稳压电路，为三极管的基极提供一个基准的稳定电压，即Ub=Uz；R_L是负载电阻。

电路的稳压原理如下：当输入电压Ui增大，或者负载R_L变轻阻值变大，导致负载两端的电压Uo上升时，由于Ub=Uz不变，故Ube减小，使Ib减小，Ic随之减小，导致Uce增大，促使Uo下降，以实现稳压。

这个过程可用如下的反馈过程来表示：

Ui↑→Uo↑→Ube↓→Ib↓→Ic↓→Uce↑→Uo↓

从上面的分析可见，简单串联型稳压电路的稳压原理是，利用输出电压的变化，通过负反馈的方式，来控制调整管c、e极的管压降，使输出电压保持稳定，以实现自动稳压的。

（二）具有放大环节的串联型稳压电源电路

简单串联型稳压电路的稳压效果不是很良好，原因是输出电压的变化量一般是比较小的，用它直接去控制调整管的基极，调整控制作用不够大。为了提高稳压效果，应将输出电压的变化量先加于放大，再去控制调整管，才能增大调整管的调整作用。具有放大环节的串联型稳压电路，就是对简单串联型稳压电路的改进型电路。

1. 具有放大环节的串联型稳压电路原理图

具有放大环节的串联型稳压电路的基本电路组成，如图4所示。

由图可见，具有放大环节的串联型稳压电路，是由调整电路、取样电路、比较放大电路、基准电路这四部分组成的。

2．电路中各元件的作用

三极管VT1是调整管即调整电路；电阻R1、R2和电位器RP组成取样电路，它将输出电压Uo的变化量取样出来，经串联分压后送至三极管VT2的基极；电阻R3和稳压管Vz构成并联型稳压电路，它是基准电压电路，稳定电压Uz就是基准电压，使三极管VT2的发射极电压为固定值；三极管VT2和电阻Rc构成比较放大电路，输出电压Uo的变化量经取样电路加到VT2的基极，基准电压加在VT2的发射极，两者在放大电路VT2中进行比较，其差值经放大后从VT2管集电极输出，去控制调整管VT1的基流Ib1,从而改变Uce1的大小，实现稳压。电路中Rc既是VT2的集电极负载电阻，又是调整管VT1的基极偏置电阻。

3．稳压原理

下面，我们分别从输入电压Ui的变化、负载RL的变化，这两个方面分别讨论其输出电压的稳压过程。

(1)当负载R_L不变，输入电压Ui变化时的稳压过程。由图可知，若输入电压Ui减小时，电路会出现如下的稳压过程。

Ui↓→Uo↓→Ub2↓→Ib2↓→Ic2↓→Uc2↑→Ube1↑→Ib1↑→Ic1↑→ Uce1↓→Uo↑

上述负反馈变化的结果，最后使输出电压Uo保持稳定不变。反之，当输入电压Ui增大时，同样能实现稳压。

(2)当输入电压Ui的值不变，负载R_L变化时的稳压过程。由图可知，若负载变轻，R_L的阻值增大时，则电路会出现如下的稳压过程。

R_L↑→Uo↑→Ub2↑→Ib2↑→Ic2↑→Uc2↓→Ube1↓→Ib1↓→Ic1↓→Uce1↑→Uo↓

上述负反馈变化的结果，最后使输出电压Uo保持稳定不变。反之，当负载变重，R_L的阻值减小时，同样能实现稳压。

4. 输出电压的调节原理

一般情况下，流过R1与R2的电流，比三极管VT2的基极电流Ib2是大很多的，当忽略Ib2时，则流过R1的电流与流过R2的电流是相等的，则有

Uo/（R1+R2+RP）=Ub2/（R2+RP2）

式中RP2为RP下半部分的电阻值，由电路可知，Ub2＝Uz＋Ube2，一般情况下，Ube2＝0.7V，则有

由上式可见，调节电位器RP中间触点的位置，就可以在一定范围内调节输出电压Uo的值，从而实现输出电压可调。

由上式还可见，若要提高输出电压，可以通过增大R1的阻值、或减小R2的阻值来实现。

三、三端稳压器

三端稳压器根据输出电压是否能够调整，分为三端固定式稳压器和三端可调式稳压器。

（一）三端固定式稳压器

1.引脚与命名

三端固定式稳压器按其输出电压的极性，可分为正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列两种。78××/79××系列三端稳压IC 来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。其外形与引脚情况如图5所示。

三端稳压器的型号规格和命名方法：

三端稳压器的输出电压由具体型号中的后面两个数字代表，有5V，6V，8V，9V，12V，15V，18V，24V等档次。如7805代表输出电压为+5V的三端稳压器，7915代表输出电压为-15V的三端稳压器。

在数字78或79后面，还有L、M、T、H等后缀来表明输出电流。78（或79）后面加字母L表示最大输出电流为0.1A，后面加字母M表示最大输出电流为0.5A，不加字母表示最大输出电流为1.5A，后面加字母T表示最大输出电流为3A，后面加字母H表示最大输出电流为5A。如78L05表示输出电压为+5V、输出最大电流为0.1A；7909表示输出电压为—9V、输出最大电流为1.5A；78T24表示输出电压为+5V、输出最大电流为3A。7800系列分为78L00系列（0.1A）、78M00系列（0.5A）、7800系列（1.5A）、78T00系列（3A）、78H00系列（5A）五种。7900系列也分为79L00系列、79M00系列、7900系列三种。

小功率三端稳压器使用时无需散热片，但功率较大时需加散热片。

2.三端稳压器的封装与管脚判断

78××、79××系列三端稳压器的三个引出端，分别为输入端、输出端和公共端（或接地端），最常应用的是T0-220和TO-202两种封装。这两种封装的图形以及引脚序号、引脚功能如图6所示。

应注意，散热片总是和最低电位的第2脚相连。这样在78××系列中，散热片和地相连接，而在79××系列中，散热片却和-V输入端相连接。

3.具体应用电路

三端稳压集成电路输入与输出的压差问题。输入电压要比输出电压高出3～8V，不可太高，也不可太低。

78××系列集成稳压器的典型应用电路如图7所示。

79××系列集成压器是常用的固定负输出电压的三端集成稳压器，除输入电压和输出电压均为负值外，其他参数和特点与78××系列集成稳压器相同。79××系列集成稳压器的应用电路也很简单。图8为输出-9V直流电压的稳压电源电路，IC采用集成稳压器7909。

（二）三端可调式稳压器

除输出电压固定不变的78、79系列外，还有输出电压可调的LM317系列、LM337系列三端稳压器件。三端可调式稳压器的三个引出端分别为：输入端、输出端、调整端。LM317系列为正电压输出，稳压输出范围为1.2 V ～37V；而LM337系列为负电压输出，稳压输出范围为-1.2 V ～-37V。

1.三端可调稳压器封装形式

LM317系列、LM337系列封装形式，有塑料封装和金属封装等形式，常见外形如图10所示。

2.可调式三端稳压器管脚判断

以最常应用的T0-220和TO-202两种封装形式为例，317、337系列管脚顺序，如图11所示。

图12为1.25～10V直流稳压电源的电路图，是317可调稳压器的典型应用。

（三）输出电压小于5V的三端稳压器

当稳压输出要在5V以下时，常采用AS1117系列稳压器电路。

1.AS1117的特性

AS1117具有如下的重要特性。输出电压可以固定也可以调节。输出电压为固定时，可以输出Uo=1.8V、2.5V、2.85V、3.3V、5V共五种不同的固定电压。输出电压为可调时，可以在1.25V～13.8V范围内连续可调。

输入与输出之间的压差(Ui-Uo),在1.25V～10V都可以正常工作，但当压差过大时，IC的功率消耗会过大，会过热烧毁，必须加大散热面积。

输出电流最大可达1A，输出电压的精度高，可达±1%。具有过热保护、过流保护功能。

2.AS1117封装形式与引脚功能

AS1117封装形式有两种，如图12所示。

3.AS1117命名方法的含义与引脚功能

AS1117命名方法的含义，如图12所示。如，型号为AS1117-33CX的元件，表示其输出电压为3.3V，为SOT-223封装形式；型号为AS1117-CX的元件，表示其输出电压可调，为SOT-223封装形式。

AS1117的引脚功能分固定型与可调型两种，如图13所示。请注意引脚的功能与78XX、79XX系列的元器件是完全不同的。

4.AS1117稳压电路的应用结构

固定输出电压与可调输出电压常见的电路，如图14所示，请注意脚的顺序与输入、输出的关系。改变R1、R2的比值，即可改变输出电压的大小。滤波电容一般采用钽电解电容，这样稳定性才好。

5.AS1117具体应用电路

TCL19P21型液晶电视机，SA1117具体应用电路如图15所示，图中AVDD为模拟电路供电，DVDD为数字电路供电，R126为负载短路保护电阻。

四、DC/DC型升压、降压稳压电路

1. 开关型DC/DC降压稳压电路的工作原理

开关型的DC/DC降压稳压电路，要通过振荡变换才能实现，参见图16，由振荡电路产生的开关脉冲信号（PWM信号），控制开关管Q工作在开关状态。输入脉冲信号为高电平时，开关管Q栅极为高电平，饱和导通，二极管D截止，输入的直流电压经过电感L，向电容充电和负载供电，电流通过电感时会储存能量。

输入脉冲信号为低电平时，开关管Q截止，电感感应出左负右正的感应电压，电容上的电压直接向负载供电，电感上感应的电压通过续流二极管D构成回路也向负载供电，维持负载上的电压不变。

开关型DC/DC降压稳压电路，输出电压的高低，由加在开关管上脉冲的宽度、脉冲的频率决定，一般通过改变脉冲的宽度，即占空比来实现稳压，如图17所示。

2.开关型DC/DC升压稳压电路的工作原理

开关型DC/DC升压稳压电路，要通过振荡变换才能实现。参看图18，由振荡电路产生的开关脉冲信号（PWM信号），控制开关管Q工作在开关状态。输入脉冲信号为高电平时，开关管Q饱和导通，当开关管饱和时，电感L与开关管Q构成回路，电感上有电流流过而储存电能，电压极性为左正右负，整流二极管D截止，电容C上储存的电能向负载放电。

当开关管截止时，电感上产生的反向电动势的极性为左负右正，整流二极管D导通，电感L、整流二极管D与负载构成回路，输入电压Ui与电感上产生的反向电动势U_L相叠加后一起向负载供电，同时向电容C充电，当忽略二极管的压降时，即有Uo=Ui+U_L，显然Uo＞Ui，达到了升压的作用。

3. 实用24V/12V变换电路的工作原理

（1）电路工作原理图

24V/12V变换主要适合于屏幕较大的液晶电视机中，小屏幕电视机一般没有这个电路。电路的原理图如图19所示。

（3）工作原理

RT8110（U108）是一个DC/DC变换稳压IC，由图19可见，该电路的开关管有两个，Q1、Q2，其等效电路如图21所示。因该电路提供的功率较大，为提高电路的开关性能，用场效应管Q2来代替二极管，当Q1截止时，Q2导通起续流作用。

稳压电路输出的电压值，可以通过改变R128，R129的分压比来设定，输出的电压分压后返回FB端子，U108的3脚接收到反馈信号后，调节振荡电路输出方波的占空比，控制Q110 的两个MOS 管的导通时间，从而达到调整稳压值的目的。这个DC12V 输出电压很重要，主板的大部分电源都是由它提供，在液晶电视机出现不开机的故障时，首先应检测这个电压，如果DC12V 输出电压没有，而输入DC24V 有，则可考虑是U108 烧毁或双MOS 管Q110 损坏。

4.实用30V升压电路的工作原理

TCL19P21型液晶电视机，高频头DC30V供电电压产生电路，属于DC/DC升压电路，电路原理图、等效电路图、元件实物位置图，如图22所示。图中Q502为开关管，L505为升压电感线圈。遥控系统芯片的86脚送来固定占空比的PWM信号，信号的频率为800KHz、峰峰值为1.6V、占空比为80%，让Q502工作在开关状态，Q饱和时，二极管D截止，电感L储存能量；Q截止时，二极管D导通，让电感线圈产生的自感电压与输入电压相叠加而实现升压。