硅稳压管稳压电路的特点共81页文档
并联型硅二极管稳压电路
并联型硅二极管稳压电路
经过整流和滤波后的电路已经能输出比较平稳的电 压，但是，当电网电压或负载有变化时，还是会引 起输出电压有较大的变化，对与之相连的电子设备 会造成一定的危害，为防止此情况出现，还必须采 取一定的措施，对输出电压进行稳定。把起稳定输 出电压作用的电路称为稳压电路。最简单的稳压措 施是采用硅稳压二极管来进行直流稳压。
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1. 硅二极管稳压电路在多数电子设备中，有何用途？
2. 在并联型硅二极管稳压电路中，限流电阻R还有何作用？
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电子技术基础与技能
烧坏。
（3）动态电阻rz。 rz是指稳压管工作在稳压状态时，稳定电压变化量ΔUZ与 稳定电流的变化量ΔIZ的比值。即Leabharlann rzU z I z
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2. 硅稳压二极管稳压电路 （1）电路组成
R ui
C
IL Dz
Uo
经整流、滤波后的电压Ui作为输入电压，稳压管DZ与负载 RL并联（注意稳定管的极性不能接反），电阻R作为限流
1. 硅稳压二极管 硅稳压二极管是一种具有 稳压作用的特殊二极管
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实际应用中，选择硅稳压管，可以从以下几个参数考虑：
（1）稳定电压UZ。UZ是指正常工作时，稳压管两端的反向电压。此值随工作电
流和环境温度的不同而略有改变。
（2）稳定电流IZ。IZ是指稳压管能正常工作时的电流。它有一个范围。低于最 小稳定电流IZmin起不到稳压作用；高于最大稳定电流IZmax，则管子会因过热被
电阻，保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时
，通过该电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压
电路基础与集成电子技术 4.4 硅稳压二极管及其稳压电路
图4.4.1 稳压二极管的伏安特性曲线
第4章 半导体二极管和晶体管
2010.02
(2) 动态电阻rZ —— 其概念与一般二极管的动态电阻相同，只不过稳压 二极管的动态电阻是从它的反向特性曲线上求取的。 rZ 愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 rZ =UZ /IZ
第4章 半导体二极管和晶体管
2010.02
当输入 UI=UImax=16.5V ， IRmax=21.67mA ，若负载电流最 小，稳压管电流最大 IZmax= IRmax- IOmin=21.67-4=17.67mA 当输入 UI=UImin=13.5V ， IRmin=11.7mA ，若负载电流最大 ，稳压管电流最小 IZmin= IRmin- IOmax=11.7-8=3.7mA
IR的中心值IR= IO + IZ= 10+6=16mA。输入电压与输出电压压差 15-10=5V，所以
选接近的标称值R=300，功耗 P=I2RR=16210-6300=77mW 可选0.125W的电阻。
第4章 半导体二极管和晶体管
2010.02
当输入UI变化10%， UI变化范围UImax=151.1=16.5V、 UImin=150.9=13.5V，验算电流IR的数值
稳压二极管稳压电路中，稳压二极管与负载并联， 在输入电压UI与负载RL之间串联一个起调节作用的稳压 电阻R ，该电阻同时起限流保护稳压二极管的作用。 由图可知
IR= IZ+ IO
图 4.4.3 稳压二极管稳压电路
第4章 半导体二极管和晶体管
2010.02
引起稳压电路输出电压变化的因素，主要是输入电压 UI的变化和负载电流IO的变化，(即负载电阻RL改变)。
第4章 半导体二极管和晶体管
9.2.1 硅稳压管组成的并联型稳压电路_电工电子技术_[共2页]
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直流稳压电路 142 第9章电容C 又对交流接近于短路，故输出电压中交流成分很少，几乎是一个平滑的直流电压。
由于整流后先经电感L 滤波，总特性与电感滤波电路相近，故称为电感型LC 滤波电路，若将电容C 平移到电感L 之前，则为电容型LC 滤波电路。
图9-8 带电感滤波器的桥式整流电路图 图9-9 桥式整流电感型LC 滤波电路 （3）Π形滤波电路
图9-10所示为LC Π形滤波电路。
整流输出电压先经电容C 1滤除了交流成分后，再经电感L 和滤波电容C 2上的交流成分极少，因此输出电路几乎是平直的直流电压。
但由于铁芯电感体积大、笨重、成本高、使用不便，因此，在负载电流不太大而要求输出脉动很小的场合，可将铁芯电感换成电阻，即RC Π形滤波电路。
电阻R 对交流和直流成分均产生压降，故会使输出电压下降，但只要R L >>1/(ωC 2)，电容C 1滤波后的输出电压绝大多数降在电阻R L 上。
R L 越大，C 2越大，滤波效果越好。
图9-10 Π型滤波电路
9.2
直流稳压电路
通过整流滤波电路所获得的直流电源电压是比较稳定的，当电网电压波动或负载电流变化时，输出电压会随之改变。
电子设备一般都需要稳定的电源电压。
如果电源电压不稳定，将会引起直流放大器的零点漂移，交流噪声增大，测量仪表的测量精度降低等。
因此必须进行稳压，目前中小功率设备中广泛采用的稳压电源有并联型稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路及开关型稳压电路。
9.2.1 硅稳压管组成的并联型稳压电路
1．电路组成及工作原理
硅稳压管组成的并联型稳压电路如图9-11所示，经整流滤波后得到的直流电压作为稳压。
8.3稳压电路
8.3 稳压电路经整流滤波后输出的直流电压，虽然平滑程度较好，但其稳定性是比较差的。
其原因主要有以下几个方面：1. 由于输入电压（市电）不稳定（通常交流电网允许有＋10%的波动），而导致整流滤波电路输出直流电压不稳定。
2. 当负载R L变化（即负载电流I L变化时，由于整流滤波电路存在一定的内阻，使得输出直流电压发生变化。
3. 当环境温度发生变化时，引起电路元件（特别是半导体器件）参数发生变化，导致输出电压发生变化。
所以，经整流滤波后的直流电压，必须采取一定的稳压措施，才能适合电子设备的需要。
常用的稳压电路有并联型和串联型稳压电路两种类型。
8.3.1 并联型硅稳压管稳压电路图8.3.1为硅稳压管稳压电路，因稳压元件D Z与负载是并联连接的，故称并联型稳压电路。
图8.3.1 硅稳压管稳压电路图中输入电压U i就是整流滤波电路的输出电压，R是限流、调压电阻，输出电压U L就是稳压管D Z的稳压值U Z通过R的电流I = I Z + I L，且U L＝U Z = U i-IR 。
稳压管工作于反偏状态。
该电路的稳压原理是：当电网电压升高时，必然引起整流滤波电路输出电压U i升高，而U i的升高又会引起输出电压U L（即U Z）的增大。
由稳压管的稳压特性可知，U Z的增大，势必引起I Z的较大增大；于是限流电阻R上的电流I增大，R上的电压降也增大，这在很大程度上让R承担了U i的变化，从而使U L基本上趋于稳定（U i↑→U L↑→I Z↑→I↑→U R↑→↓）。
反之，当U i下降而引起U L变小时，也会引起减I Z小，R上的压降U R减小，同样保持了U L的基本稳定。
同理，当负载电流I L变化（即R L变化），如I L增大，在U i不变的情况下，势必会引起U L（即U Z）的减小，使I Z有较大的下降，因而保持了总电流I（I＝I Z＋I L）基本不变，使U L基本稳定。
由上分析可见，在这种稳压电路中，稳压管起着电流控制作用。
硅稳压二极管稳压电路_模拟电子技术应用与任务指导_[共2页]
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第7章 直流稳压电源 – 221 – 稳定性越好。
② 输出电阻r o 。
指当输入电压和环境温度不变时，输出电压的变化量与输出电流变化量之比，即 i o o 00oU T U r I ∆=∆=∆=∆， 0r 的值越小，带负载能力越强，对其他电路影响越小。
③ 纹波电压S 。
指稳压电路输出端中含有的交流分量，通常用有效值或峰值表示。
S 值越小越好，否则影响正常工作，如在电视接收机中表现交流“嗡嗡”声和光栅在垂直方向呈现S 形扭曲。
④ 温度系数S T 。
指在U i 和I o 都不变的情况下，环境温度T 变化所引起的输出电压的变化，即 i o o T 00U I U S T∆=∆=∆=∆， 式中，∆U o 为漂移电压。
S T 越小，漂移越小，该稳压电路受温度影响越小。
另外，还有其他的质量指标，如负载调整率、噪声电压等。
7.3.1 硅稳压二极管稳压电路1．电路组成稳压二极管稳压电路如图7.12所示。
2．工作原理① 当稳压电路的输入电压U i 保持不变，负载电阻R L 增大时，输出电压U o 将升高，稳压二极管两端的电压U Z 上升，电流I Z 将迅速增大，流过R 的电流I R 也增大，导致R 上的压降U R 上升，从而使输出电压U o 下降。
上述过程简单表述如下所示。
R L ↑ → U o ↑ → I Z ↑ →I R ↑U o ↓ ← U R ↑← 如果负载R L 减小，其工作过程与上述相反，输出电压U o 仍保持基本不变。
② 当负载电阻R L 保持不变，电网电压下降导致U i 下降时，输出电压U o 也将随之下降，但此时稳压二极管的电流I Z 急剧减小，则在电阻R 上的压降减小，以此来补偿U i 的下降，使输出电压基本保持不变。
上述过程简单表述如下所示。
U i ↓ → U o ↓ → I Z ↓ → I R ↓ → U R ↓ → U o ↑如果输入电压U i 升高，R 上压降增大，其工作过程与上述相反，输出电压U o 仍保持基本不变。
硅稳压二极管
I (min)
Z
I I O(max)
Z(min)
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模拟电子技术基础
由式 及
得
R U U ≥
I(max)
Z
I I O(min)
ZM
R U U ≤
I (min)
Z
I I O(max)
Z(min)
R U U U U I(max)
Z≤ ≤
I (min)
Z
I I O(min)
ZM
I I O(max)
Z(min)
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(2)
的稳压管串联
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模拟电子技术基础
3. 硅稳压管的等效电路
UZ0 UZ
iZ O
理想二极管
uZ
Q
IZ
等效电路
D2
rZ
D1
D3
UZ0
反向击穿时端电压表达式
反向
正向
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模拟电子技术基础
4. 硅稳压管稳压电路
RI
+
IZ
UI
DZ
_
IO
+
RL UO
_
R——限流电阻
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U Z
U
UZ T
100%
UZ > 6V管子出现雪崩击穿，αU 为正； UZ < 4V 出现齐纳击穿，αU 为负; 4V < UZ < 6V，αU可能为正，也可能为负。
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模拟电子技术基础
具有温度补偿的硅稳压管
DZ1 (1)
DZ2
把一只αU为正 的管子与另一
只αU为负的管 子串联
稳 压 电 路
1）稳压管的选择
一般按下式选取稳压管
稳 压 电 路稳
压 管 稳 压 电 路
1.o
IZmax IZmin ILmax ILmin
2）限流电阻的选择
限流电阻的大小受其他参数如输入电
压Ui、负载电流IL、稳压管电流IZmax， IZmin等因素的影响，一般按下式选取
② 若限流电阻短路，则Ui全部加在稳压管上，使之因电流过大而烧坏。
稳 压 电 路串
联 型 稳 压 电 路
1.2
1 电路构成及各部分作用
串联型稳压 电路如图12-10所 示，它由取样环 节、基准电压电 路、比较放大环 节和调整环节四 部分组成。
图12-10 串联型稳压电路
第8页
稳 压 电 路串
联 型 稳 压 电 路
（b）稳压管的伏安特性曲线
图12-9 稳压管稳压电路
稳 压 电 路稳
压 管 稳 压 电 路
1.1
第4页
1 工作原理
1）负载电阻RL不变，输入电压波动
当负载电阻RL不变，输入电压Ui上升时，Uo随之增大，即UZ（UZ= U0 = Ui- UR）增大，由稳压管的伏安特性曲线可知，稳压管的电流IZ显著增大， 结果使流过电阻R的电流IR（ IR = IZ+ IL）增大，电阻R上的压降增大，以抵 消Ui的增加，从而使负载电压Uo的数值保持近似不变。上述稳压过程可表示 为
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稳 压 电 路串
联 型 稳 压 电 路
1.2
上述过程可表示为 或
由此看出，串联稳压电路的稳压过程，实质上是通过电压负反馈使输出 电压保持基本稳定的过程。
3 输出电压的可调范围
理想运放条件下，当电位器RP滑至最 下端时，输出电压最大，为
稳压电路PPT课件可编辑全文
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2、具有放大环节的串联型稳压电路
同相比例 运算电路
（1）稳压原理：若由于某种原因使UO增大 则 UO↑→ UN↑→ UB↓→ UO↓
（2）输出电压的调节范围
R1 R2 R3 R2 R3
U Z
UO
R1
R2 R3
R3
U Z
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（3）串联型稳压电路的基本组成部分及其作
用
比较放大
采样电阻
调整管
调整管：是电路的核心，
UCE随UI和负载产生变化以 稳定UO。
基准电压
基准电压：是UO的参考电 压。
采样电阻： 对UO 的采样，与基准电压共同决定UO 。 比较放大：将UO 的采样电压与基准电压比较后放大，决定电路的稳压性能。
隔离作用
UO
(1
R2 R1
)
U
' O
I W R2
IW为几mA，UO与三端稳压器 参数有关。
基准电压
R1 R2 R3 R1 R2
U
' O
UO
R1
R2 R1
R3
U
' O
电路复杂
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2、基准电压源三端稳压器 W117
输出电压UREF＝1.25V，调整端电流只有几微安。
保护 稳压器
UO
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讨论三：关于实用串联型稳压电源的讨
论
输出电流
取样电阻
限流型过流 保护电路
IEmax
U BE R0
1) 标出集成运放的同相输入端和反向输入端； 2) 电路由哪些部分组成？ 3) UI＝21V，R1＝ R2＝ R3＝300Ω，UZ＝6V， UCES＝3V， UO＝？ 4) 如何选取R’和R？
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END
硅稳压管稳压电路的特点
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。