三端稳压电路模拟与分析

潘昌鹏，陈 恒，代文鹏，樊庆强，王国伟

（西京学院，陕西 西安 710123）

随着科技的发展，半导体、电路等工业的高速发展带动了集成电路的迅猛发展，如今可以说是人类进入了集成电路的时代。电子信息这类的高新科技产业，其中重要组成部分就是集成电路。由于电子行业的快速发展，集成电路本身也在不断地更新换代。由以前早期的初期的电子管、简易的晶体管、较小规模集成电路，慢慢发展到现在的超大规模集成电路和其他许多根据特定要求制作的特殊功能的集成电路。其中三端稳压器已经是人们在生活与生产中不可缺少的器件了，有分离的单个的器件组成的稳压器也有集成的稳压器，集成的稳压器件相对占用面积比较小，功能也比较稳定等，在很多的电子产品中都是运用这种集成的[1]。

1 三端稳压电路简介

三端稳压电路都是以三端稳压器为基础组成的，三端稳压器是把各个可以实现单独功能的电路集成在一个芯片上，并且把电路中的电阻、电容PNP等单个的电子器件集成在一起，然后再把其中需要连接外部电路的部分外接出来，电路中通常可以和外部连接的部分是3个管脚：输入脚、接地脚、输出脚，如图1所示。在一般稳压电流电压源的时候，如果需要它输出的电流为1.5 A左右，通常是把几个稳压电路通过并联的方法连接在一起，这样正常的话就可以得到输出为1.5 A的稳压电流源。但是在连接的时候一定要使用一个生产厂商出产的稳压器件，而且还得是同一个类型编码的，在连接的同时还给电路的输出空着一定的范围，以确保电路不会由于电路有时电流过大而导致整个电路烧坏[2]。

2 稳压电路类型

输入电压通过多个二极管整流和电容滤波之后的电压会跟着输入的交流电压变化而变化，当输出负载电阻变化时输出电压也会随着负载的变化而发生变化，这种输出电压值的变化可能是因为测量值发生了误差所造成的，这样就可能会引起电子元器件工作不稳定，因此在需要时就必须改变输入电压和负载电阻，就可以使输出电压能够稳定构成一个比较稳定的电路，而稳压电路可以直接实现这种电路的功能。稳压电路又可以由输入电源的不同而分两种，一种就是直流型的，它主要是由输入电源是直流的；另一种是交流型的，它的输入电源是交流的。直流输入型的相对于交流来说就是在使用的时候比较方便，而且电路也会相应的简单一些。在现在的实验中一般在稳压电路中采用串联电路[3]。

2.1 串联型稳压电路

串联型稳压电路由4部分组成，电路中有3个电阻是对输入信息取入的，图2是串联电路连图。电路图中的电阻R3和电路图中的稳压管VZ就可以构成一个基准电压，三极管VT2和R4构成比较放大环节，三极管VT2构成调整环节。如果在电路中，电路的输入的电压或电路中的输出的电流的变化使得电路中的输出的电压也随之发生变化，电路中的检测处会把输出电压的一部分送到比较放大的一级与之进行比较，输入和输出之间的差值的这一信号经过下一级电路进行放大后，再通过调节滑动变阻器，从而可以调节第一级的放大电路的压降，从而就可以使调节后的电路中的输出的电压保持相应的稳定值[4]。

图2 串联电路连图

因此调节电路中的滑动变阻器RP的电阻值，就可以调节电路中输出的相应的电压的大小。输出电压的调节范围的最大值和最小值分别为：

2.2 三极管串联型稳压电路

在稳压电路设计时，电路中的稳压二极管由于它本身的原因，会使电路中的电流控制在比较小的数值，而且电路中电压值不可以连续改变。但是现有一类电路，它是通过串联的方式来控制电路中的电流，使其保持在一个可以使用的电值中。当下这类的稳压电源早被制作成集成电路了，在各类的电子设计和电子电路当中运用量大。当然它也有一些不足之处，就是它在电路中工作时的功耗相对其他电路连接方式就比较大[5]。

通过串联的方式来在电路中进行稳压方式的电路连接方式，可用图3来进行简单的说明，显然，Uo=U1－UR，当电路中的输入电压增大的时候，电路中的滑动变阻器R在人为改动阻值后而增加，就会使电路中的电阻电压有所增加，在一方面就可以说是滑动变阻器的数值改变代替了输入电压对电路所造成的影响。但是如果在电路中的负载电阻电流增加的情况下，滑动变阻器在电路中的阻值就要减小，使得滑动变阻器的电阻电路中的电压也相对减小，在一定程度可以说是抵消了由于负载电流的发生，从而增加了输入电压的减小对相应的输出的电压减小的影响[6]。图4为线性串联稳压电源的电路。

图3 线性串联稳压电源原理示意

图4 线性串联稳压电源电路

其电路原理为：

设电位器R2的下半部分电阻为R2则：

输出调节范围为：

通过改变滑动变阻器可以在电路中得到不同的电流。

3 电路模拟分析

这个是通过OrCAD进行仿真，直接引入直流电流当成输入电压的幅值为30 V，负载RL=500 Ω，通过调试输出的稳定电压[7]，波形如图5所示。

4 结语

本文首先介绍三端稳压电路其中的一些组成部分以及在电路中可以起到的作用及其工作原理；其次介绍了三段稳压电路和稳压器的基本知识。

图5 仿真分析

[1]孙梅生.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2]黄继昌，张海贵.实用单元电路及其应用[M].北京：人民邮电出版社，2014.

[3]王卫东.模拟电子电路基础[M].西安：西安电子科技大学出版社，2013.

[4]王槐斌，吴建国，周国平.电路与电子简明教程[M].武汉：华中科技大学出版社，2014.

[5]王辅春.ORCD9.0简明教程[M].北京：机械工业出版社，2015.

[6]OHKAWA N.Fiber-optic multigigabit GaAs MIC front-end circuit with inductor peaking[J].Journal of Lightwave Technology，1988（11）：1665-1671.

[7]TANABE A.A single-chip 2.4GB/S CMOS optical receiver IC with low substrate preamplifier[J].IEEE Journal of Solid-State Circuits，1998（12）：2148-2153.