第五节　直流稳压电路及应用

常用的直流稳压电源有稳压管并联式稳压电源、串联式晶体管稳压电源和集成稳压电源。

一、稳压二极管及其稳压电路

（1）稳压二极管及其特性曲线

稳压二极管是一种特殊的晶体二极管，其表示符号与伏安特性曲线，如图3-4所示。

由图3-4（b）可知，稳压二极管的伏安特性曲线分成两部分：位于第Ⅰ象限的正向特性与二极管相同。位于第Ⅲ象限的反向特性与二极管有所不同：反向电压小于反向击穿电压UZ时，反向电流很小；当反向电压达到反向击穿电压UZ时，反向电流剧增，稳压二极管反向击穿，反向电流IR变化时，稳压二极管两端电压基本不变起到稳压的作用。稳压二极管工作在反向击穿区，而二极管不能工作在反向击穿区。

（2）常用稳压二极管及其主要参数

常用的稳压二极管有2CW、2DW系列，其型号及主要参数如表3-16所示。

稳压管的主要参数有下面几个。

①稳定电压UZ：指稳压管在正常工作状态下稳压二极管两端的电压。

②最大工作电流：指稳压管在稳定电压时通过的最大电流。

③动态电阻：指稳压管在稳定工作状态下稳压管两端电压的变化量与稳压管中电流变化量的比值。

④电压温度系数：指稳压管在稳定工作状态下环境温度变化1℃所引起两端电压的相对变化量。

（3）稳压管选用与使用注意事项

①稳压管的稳定电压有一个范围，即使同一型号的稳压管，由于工艺的分散性，其稳定电压可能是不相同的，如2CW54稳压管的稳定电压为5.5～6.5V，在某具体线路使用时稳压在5.8V，当调换同一型号稳压管时，有可能变成6.2V，使用中必须注意到这点并作相应调整。稳压管的动态电阻越小，其稳压性能越好。

②稳压管电压温度系数表示稳压管稳定电压受环境温度影响程度的大小。一般来说，稳定电压低于6V的稳压管的电压温度系数为负的，稳定电压高于6V的稳压管的电压温度系数为正的，6V左右的稳压管受环境温度影响最小，因而在可能的条件下应尽量选用稳定电压为6V左右的稳压管。

③稳压管在日常使用中应注意稳压管引脚极性接法，稳压管是工作在反向击穿区的，与二极管引脚极性相反。在具体电路应用中，应注意选取合适的限流电阻以免稳压管损坏。

④稳压管可以串联使用，串联后的稳定电压为各串联稳压管值之和，但不能并联使用。

（4）稳压管并联稳压电路及其元件参数选择

①稳压管并联稳压电路。稳压管并联稳压电路如图3-5所示。

图中RL为负载电阻，DZ为稳压管，DZ与RL并联，R为限流电阻，Ui为稳压管电路输入电压，当负载电阻RL不变，Ui因交流电源电压升高而升高时，会使输出电压Uo升高，增加稳压管DZ的反向电流，导致限流电阻R上的电压降增加，从而使输出电压Uo下降，保证输出电压基本稳定。反之，Ui降低时，限流电阻R上的电压降减小，保证输出电压基本稳定，因而限流电阻R可起到限流和调整电压的作用。

②稳压管DZ的选择。按负载电阻RL要求的直流电压值来选择稳压管DZ的稳定电压值。稳压管DZ的最大工作电流一般按负载电流的2～3倍选取。

③限流电阻R的选择。限流电阻R的选择应从两方面考虑。当输入电压Ui为最小值Uimin，而负载电流Ii为最大值Iimax时，仍要保证流过稳压管的电流不小于稳定电流IZ，即

（Uimin-Uo）/R≥（ILmax+Iz）　　（3-1）

当输入电压Ui为最大值Uimax，而负载开路时，流过稳压管的工作电流不能超过稳压管的最大工作电流，即

（Uimax-Uo）/R≤Ilmax　　（3-2）

由上分析可知，限流电阻可按下式计算选择

（Uimax-Uo）/Izmax≤R≤（Uimin-Uo）/（Ilmax+Iz）　　（3-3）

④输入电压的选择。通常输入电压可按所要求直流电压的2倍来选择。

二、串联式晶体管稳压电路

典型的串联式晶体管稳压电路如图3-6所示。

图3-6中，三极管VT1为调整管，VT2为放大管，R3、Rw、R4组成取样分压电路，稳压管DZ的稳定电压Uz作为稳压电源的基准电压，R2是稳压管DZ的限流电阻。三极管VT2作为放大管，它的基极-发射极电压Ube是取样电压Uf与基准电压Uz之差。R1是VT2的负载电阻，同时亦是调整管VT1的偏流电阻，通过调节放大管VT2的集电极电位UC2来改变调整管VT1的基极电流Ib1，换而言之，通过改变VT1集电极电流Ic1和集电极-发射极电压Uce1来实现调整输出电压。当交流电源电压降低时会引起电压Ui降低，从而引起输出电压Uo降低，放大管VT2的基极-射击电压Ube2减小，VT2的基极电流Ib2减小，集电极电流Ic2减小，集电极-发射极电压Uce2增加，也就是集电极电位Uc2上升，调整管VT1的基极电流Ib1增加，集电极电流Ic1增加，集电极-发射极电压Uce1减小，输出电压Uo增加使输出电压Uo保持稳定。反之，当交流电源电压升高引起输出电压Uo升高时，取样电压Uf增加，放大管VT2的Ube2增加，集电极电流Ice2增加，集电极电压Uc2降低，调整管VT1的基极电流减小，集电极电流Ic1减小，集电极-发射极电压Uce1增加，输出电压下降使输出电压Uo保持稳定。

三、集成稳压电路

（1）常用集成稳压器型号及其主要参数

W7800、W7900系列三端固定集成稳压器常被广泛应用，其型号及主要参数如表3-17所示。

（2）W7800、W7900系列三端固定集成稳压器及其接法

W7800系列是三端固定正压稳压器，W7900系列是三端固定负压稳压器；W7800、W7900系列集成稳压器其内部电路也是串联稳压电路，该集成稳压器只有输入端、输出端和公共端三个引脚；W7800系列和W7900系列引脚功能接法有所不同，具体使用时应注意。

W7800系列三端固定正压稳压器的引脚功能：

1——输入端；2——输出端；3——公共端。

W7900系列三端固定负压稳压器的引脚功能：

1——公共端；2——输出端；3——输入端。

W7800系列、W7900系列三端固定稳压器常用接线方式如图3-7所示。

图3-7中，C2、C3的值一般可用0.1～1μF。C1的值一般可用1000～2000μF。

若需要正负输出稳压电源，W7800系列、W7900系列三端固定稳压器典型线路接法如图3-8所示。