精简电路设计：集成稳压器

稳压集成电路又称集成稳压电源，它是把稳压电路中的各种元器件（晶体管、二极管、电阻器、电容器等）集成化，即把功率调整管、误差放大器、取样电路等集成做在一个硅片上，或者把不同芯片组装在一个管壳内而制成的。其电路形式大多采用串联稳压方式。集成稳压器与分立元器件稳压器相比，具有体积小，性能高、使用简便可靠等优点。其外形与晶体管相似，引脚排列形式如图3-27所示。

集成稳压电源是模拟集成电路的一个重要分支，如图3-28所示。其品种很多，除了专用集成稳压电源外，按电压调整方式分为可调式和固定式两种；按输出电压极性可分为正电源和负电源两种；按端子可分为三端式、多端式及单片开关式集成稳压器等多种。

图3-27 集成稳压器引脚排列形式

图3-28 集成稳压电源的内部电路组成部分

集成稳压电源国标命名由两部分组成：一部分是字母，用“CW”表示，其中“C”代表中国，“W”代表稳压器。国外产品有LM（美国NC公司）、A（美国仙童公司）、MC（美国摩托罗拉公司）、TA（日本东芝）、PC（日本日电）、HA（日立）、L（意大利SGS公司）等。另一部分是阿拉伯数字，数字部分与国外同类产品的数字一样，数字部分凡与国外某产品型号可互换的，则采用国外产品型号的数字，不同厂家规定了自己的字母部分，后续凡无国外同类产品的由生产厂自行规定。

三端固定输出集成稳压器是一种串联调整式稳压器，其电路只有输入、输出和公共3个引出端，使用方便。其型号有CW78系列和CW79系列。常见的CW78××系列是输出固定正电压的稳压器，CW79××系列是输出固定负电压的稳压器。

CW78系列提供稳定电压分别是：5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、24V；CW79系列提供稳定电压分别是：-5V、-6V、-8V、-9V、-12V、-15V、-18V、-24V。它们的稳压性能相当好，例如CW7805C型集成稳压器，当输入电压在（10±2）V范围内变化时，输出电压的变化量小于等于7mV，其相对变化≤0.14%。

CW78系列和CW79系列的部分参数如表3-5、表3-6所示。至于CW79M系列、CW79L00系列，除最大输出电流与CW78系列不同外，输入电压、输出电压（绝对值）等参数与CW78系列相同。另外，还有78T系列，最大输出电流为3A，输出电压为5V、12V、18V、24V。78P系列，其最大输出电流10A，输出电压为5V。

表3-5 CW78（W78）系列集成稳压电路芯片型号的主要参数

注：CW7800系列加200mm×200mm散热片时，最大功耗为15W。

表3-6 CW79（W79）系列集成稳压电路芯片型号的主要参数

三端固定稳压器引脚判断：

在CW78××、CW79××系列三端稳压器中，最常用的是T0-220和T0-202两种封装。这两种封装的图形及引脚序号、引脚功能如图3-29所示。

图3-29 三端固定稳压器的封装、引脚和外部连接图

注：图3-29中引脚号的标注方法是按照引脚电位从高到低的顺序标注的，引脚①为最高电位，②脚为最低电位，③脚居中。从图中可以看出，不论78系列、还是79系列，③脚均为输出端。对于78正压系列，输入是最高电位，为①脚，地端为最低电位，为②脚，输出为中间电位，为③脚。对于79负压系列，输入为最低电位，自然是②脚，而地端为最高电位，为①脚，输出为中间电位，为②脚。

注：输入电压U_I一般应比输出电压端U_O高3V以上。

基本应用电路如图3-30a所示，如果要同时输出正和负两组电压，则可选用正、负各一块集成稳压器，按照图3-30b所示方法连接使用。这时桥式整流电路输出的正、负极，分别成为W7815、W7915的输入端，电容分压器的中间端才是接地端，与集成稳压器的地端相接在一起。

三端可调式集成稳压器CW317、CW337内部设有过电流保护和芯片的过热保护等，工作十分安全可靠，而它的电压调整率（输出电压稳定度）则优于上述CW78系列。三端可调式输出集成稳压器精度高，输出电压纹波小，一般输出电压为1.25～35V或l.25～35V连续可调。其型号有CW117、CW138、LM317、LM138、LM196等型号。比较常见的芯片型号CW117/CW217/CW317为可调输出正电压的稳压器，型号CW137/CW237/CW337为可调输出负电压稳压器。它们的输出电压在±1.2～±35V连续可调；输出电流分三种规格，L为0.1A；M为0.5A；无字母为1.5A。

三端可调集成稳压器CW×17、CW×37的封装分金属管壳型和塑封型，其外形尺寸有多种，如图3-31所示。其在0～30V连续可调稳压电路实例如图3-32所示。

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图3-30 集成稳压器构成的稳压电源

图3-31 CW×17、CW×37的封装与内部电路

图3-32 三端可调集成稳压器CW317的0～30V连续可调稳压电路实例 （U_A=-1.25V，当RP=0时，U_O=0V）

例如常见的一种塑封型CW317的外形及引脚排列如图3-33所示，其基本应用电路如图3-34所示。电阻器R₁（240Ω）接在稳压器输出端与调整端之间，此两端的电压为1.25V（基准电压），调节电位器RP（0～6.8kΩ）即可从CW317的输出端获得1.25～35V连续可调的直流输出电压。由于稳压器具有维持基准电压（1.25V）不变的能力，所以流过R₁的电流（1.25V/240Ω≈5.2mA）也能维持不变，其值相当于W317的最小负载电流。

图3-33 基本应用电路

图3-34 CW317的外形和应用电路

1—调整端；2—输出端；3—输入端

静态电流I_Q（约10mA）从输出端流出，在R_L开路时流过R₁。因为流过RP的电流等于流过R₁的电流以及从稳压器输出调整端流出的电流（50_μA）之和，所以调节RP能改变输出电压。

在图3-34b中，二极管D₂是为了防止输入短路后C₁放电损坏芯片内部调整管而接入，二极管D₁是为了防止输出短路后C₂放电损坏芯片中的放大管而接入。另外，实际安装时R₁应紧接在CW317的输出端和调整端之间，以免影响输出精度。RP的接地点应与负载电流返回点的接地点相同。R₁、RP宜选用同种材料做的电阻器，精度尽量高一些。C₁应采用钽电容（1μF）或25μF电解电容，电容器耐压应≥25V。

可调负输出集成稳压器CW337常见的一种塑封型外形如图3-35a所示，其基本应用电路如图3-35b所示。可见它与CW317正输出集成稳压器用法相同，只是输入端与输出端引脚排列不同，以及电容器和二极管的极性接法不同。另外，应注意的是稳压器必须加散热器才能发挥其充分作用。

图3-35 CW337的外形和应用电路

1—调整端；2—输入端；3—输出端

集成稳压电源的选型及使用注意事项：

1）集成稳压电源品种很多，每类产品都有其自身的特点和使用范围，从输出方式上有固定的和可调的；从调整方式上有线性的和开关式的，每种稳压电源又有正、负压及跟踪式，每类产品根据外形又分三端及多端，根据电流大小也有不同分类。因此在选用集成稳压电源时，要考虑设计的需要和可实施性及性价比，才能做到物尽其用，性能最佳。

2）在稳压电源使用中，为了适应各种负载要求，要设计各种保护电路。目前一些型号的集成稳压电源已设置了短路保护、调整管安全工作区保护及过热保护电路，使用时可不另加保护电路，但在特殊使用时仍要加必要的保护。

3）在使用中，注意各种封装的引线排列，防止接错烧毁。同时保证不要超出给定的极限参数值。

4）集成稳压电源在使用时，要接一定的滤波电容器，这些电容器要按要求的规格连接，引线要短，最好接在集成电路块的引线部分。