7800系列三端固定式線性穩(wěn)壓器的典型應用電路

開關電源中常見到的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78 ×× 系列和負電壓輸出的79××系列。故名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路 只有三條 引腳輸出，分別是輸入端、 接地端 和 輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO- 220 的標準封裝，也有9013樣子的TO-92 封裝。

用 78/79系列三端穩(wěn)壓IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠 、方便 ，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負9V。

78/79系列三端穩(wěn)壓IC 有很多電子廠家生產(chǎn)，80年代就有了，但至今還是在開關電源中應用非常多。

有時在 數(shù)字78或79后面還有一個M或L，如78M12或79L24， 用來區(qū)別輸出電流和封裝形式等， 其中78L調(diào)系列的最大輸出電流為100mA ， 78M系列最大輸出電流為1A，78系列最大輸出電流為1.5A。它的封裝也有 多種，詳 見圖。塑料封裝的穩(wěn)壓電路具有安裝容易、價格低廉等優(yōu)點，因此用得比較多。79系列除了輸出電壓為負。引出腳排列不 同以外，命名方法、外形等均與78系列的相同。

因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用，可以用來改裝分立元件的穩(wěn)壓電源，也經(jīng)常用作電子設備的工作電源。電路圖如圖所示。

注意三端集成穩(wěn)壓電路的輸入、輸出和接地端絕不能接錯，不然容易燒壞。一般 三端集成穩(wěn)壓電路的最小輸入、輸出電壓差約為2V，否則不能輸出穩(wěn)定的電壓，一般應使電壓差保持在4-5V，即經(jīng) 變壓器變壓，二極管整流，電容器濾波后的電壓應比穩(wěn)壓值高一些 。

在實際應用中， 應在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器 (當然小功率的條件下不用)。當穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。

三端固定式線性穩(wěn)壓器的產(chǎn)品分類

電子設備中常使用輸出電壓固定的線性集成穩(wěn)壓器。由于它只有輸入，輸出和接地端，且調(diào)整管工作在線性放大區(qū)，且一般用于固定輸出，故稱為三端固定式線性穩(wěn)壓器?，F(xiàn)在其通用產(chǎn)品有7800系列和7900系列，兩者原理相似，只是前者為正電源，而后者為負電源。7800和7900系列穩(wěn)壓器具有外圍電路簡單，保護機制完善和電性能指標高等特點，在電子制作中經(jīng)常使用。其部分封裝如圖1所示。

圖1 部分封裝

對于7800系列1，2，3，分別是輸入端，公共端和輸出端。對于7900系列，1，2，3，分別是公共端，輸入端，和輸出端。細心的讀者就會發(fā)現(xiàn)，7800系列與7900系列的封裝引腳相比就是把公共端和輸入端位置互換了。注意不是每一種型號都有以上的所有的封裝。

對于7800和7900這兩個系列，如果型號前面有字母，字母表示廠標。型號后面的兩個數(shù)字代表輸出電壓，型號后面加字母來區(qū)分輸出電流，L表示0.1A，AM表示0.5A，無字母表示最大輸出電流1.5A。如LM7909表示美國國家半導體公司生產(chǎn)-9V 1.5A穩(wěn)壓器。但要注意尾數(shù)超過24的，輸出電壓為尾數(shù)的十分之一，如7833表示3.3V，7847表示4.7V。另外，塑料封裝(TO-220)最大功耗為10W(加散熱器)，金屬殼封裝(TO-3)最大功耗為20W(加散熱器)。

三端固定式線性穩(wěn)壓器的工作原理

認識一個事物，往往是從其外部特征開始，然后逐步的了解其本質(zhì)。經(jīng)過上面的介紹，想必大家已對三端固定穩(wěn)壓器的外部特征有了一定的認識。由外而內(nèi)，由粗入細，現(xiàn)象本質(zhì)，這一小節(jié)筆者將向大家介紹三端固定穩(wěn)壓器的工作原理。但在正式介紹之前，先要簡單的介紹一下線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理。了解了這個原理， 更有助于于后面對穩(wěn)壓器穩(wěn)壓原理的理解，因為穩(wěn)壓器的核心也只是穩(wěn)壓電路。

由圖2穩(wěn)壓電路結構框圖知，該電路主要由，穩(wěn)壓二極管和限流電阻R共同構成的獲取基準電壓電路;R1，RP，R2組成的取樣電路;調(diào)整管T和集成運放構成的誤差放大器4個部分組成。由于調(diào)整管T與負載串聯(lián)，所以稱為串聯(lián)式穩(wěn)壓電路。

圖2 串聯(lián)負反饋穩(wěn)壓電路結構框圖

電壓的偏差(VREF-VF)，經(jīng)過運放放大，再通過控制調(diào)整管，進而控制輸出。其穩(wěn)壓過程可以可簡述如下：

如果是在深度負反饋的條件下，最后VREF就會近似的等于VF，此時可得輸出電壓為:

V o = V R E F ( 1 + R 1 / R 2 ) V_o=V_{REF}(1+R_1/R_2)

有前面的鋪墊，現(xiàn)在就正式進入三端固定穩(wěn)壓器原理的介紹，以具有正電壓輸出的7800系列為例?？驁D如圖3所示，較線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路，三端穩(wěn)壓器多了啟動電路和保護電路，因為在集成穩(wěn)壓器中，常常采用許多恒流源，當輸入電壓接通后，這些恒流源難以自行導通，以致輸出電壓較難建立。因此，必須用啟動電路。保護電路包括減流和過熱保護電路，可以在過熱和過流的情況下保護穩(wěn)壓器。三端穩(wěn)壓器的基本的穩(wěn)壓原理與線性串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路類似，也是通過負反饋調(diào)節(jié)，使輸出電壓維持相對的穩(wěn)定，以達到穩(wěn)壓的目的。

7800系列三端固定式線性穩(wěn)壓器的典型應用電路

了解了外部形態(tài)和內(nèi)部構造，接下來就是應用了。從7800系列開始，如果拋開前面的原理不談，三端固定穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓方式就顯得很簡單了，所以前面原理不懂也沒有關系，同樣可以理解這些電路，可以進行實踐。到此，只需要記住7800系列穩(wěn)壓器可以輸出穩(wěn)定正電壓，且Vxx=XX;1腳為輸入，3腳為輸出，2腳為公共端(也就是地)即可。

如圖4(a)所示的是7800系列最基本，最簡單的應用電路，其中C1，C2的參數(shù)均來自7800系列的數(shù)據(jù)手冊。大凡電源用IC，其內(nèi)部多含有運放，其工作狀態(tài)與高增益的模擬放大器相同，一定要按公司手冊指定的容量安裝電容器，以免產(chǎn)生振蕩。電路中接入電容實現(xiàn)頻率補償，其中C1是抗干擾電容，由于濾波電容與集成穩(wěn)壓器連線較長，容易產(chǎn)生振蕩，因此電源輸入側要接入防振電容，也就是為了旁路高頻干擾脈沖，使三端穩(wěn)壓器工作穩(wěn)定，這種電容要用頻率特性好的陶瓷或鉭電容，大小在0.1u到0.47u之間，一般選0.33u;C2稱為防自激電容，為了改善從負載到到電源的過渡特性，接入頻率特性較好的電容，一般取0.1u。

當制作中需要一個能輸出1.5A以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用 幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來，使其最大輸出電流為N個1.5A，但應用時需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應采用同一廠家、同一批號的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導致其他電路的連鎖燒毀。

在 78 ** 、 79 ** 系列三端穩(wěn)壓器中最常應用的是 TO-220 和 TO-202 兩種封裝。這兩種封裝的圖形以及引腳序號、引腳功能如附圖所示。圖中的引腳號標注方法是按照引腳電位從高到底的順序標注的。這樣標注便于記憶。引腳 ①為最高電位，③腳為最低電位，②腳居中。從圖中可以看出，不論正壓還是負壓，②腳均為輸出端。對于 78**正壓系列，輸入是最高電位，自然是①腳，地端為最低電位，即③腳，如附圖所示。對與79**負壓系列，輸入為最低電位，自然是③腳，而地端為最高電位，即①腳，如附圖所示。此外，還應注意，散熱片總是和最低電位的第③腳相連。這樣在78**系列中，散熱片和地相連接，而在79**系列中，散熱片卻和輸入端相連接。