硅稳压二极管稳压电路
简单的稳压电路
簡单的穩压電路交流电经过整流可以变成直流电，但是它的电压是不稳定的：供电电压的变化或用电电流的变化，都能引起电源电压的波动。
要获得稳定不变的直流电源，还必须再增加稳压电路。
要了解稳压电路的工作，得从稳压管说起。
一、有“特异功能”的二极管稳压管一般三极管都是正向导通，反向截止；加在二极管上的反向电压、如果超过二极管的承受能力，二极管就要击穿损毁。
但是有一种二极管，它的正向特性与普通二极管相同，而反向特性却比较特殊：当反向电压加到一定程度时，虽然管子呈现击穿状态，通过较大电流，却不损毁，并且这种现象的重复性很好；反过来着，只要管子处在击穿状态，尽管流过管子的电在变化很大，而管子两端的电压却变化极小起到稳压作用。
这种特殊的二极管叫稳压管。
稳压管的型号有2CW 、2DW 等系列，它的电路符号如图5－17所示。
稳压管的稳压特性，可用图5一18所示伏安特性曲线很清楚地表示出来。
稳压管是利用反向击多区的稳压特性进行工作的，因此、稳压管在电路中要反向连接。
稳压管的反向击穿电压称为稳定电压、不同类型稳压管的稳定电压也不一样，某一型号的稳压管的稳压值固定在口定范围。
例如：2CW11 的稳压值是3.2伏到4．5伏，其中某一只管子的稳压值可能是3．5伏，另一只管子则可能是4，2伏。
在实际应用中，如果选择不到稳压值符合需要的稳压管，可以选用稳压值较低的稳压管，然后串联一办或几只硅二极管“枕垫”，把稳定电压提高到所需数值。
这是利用硅二极管的正向压降为0．6～0．7伏的特点来进行稳压的。
因此，二极管在电路中必须正向连接，这是与稳压管不同的。
稳压管稳压性能的好坏，可以用它的动态电阻r来表示：显然，对于同样的电流变化量ΔI，稳压管两端的电压变化量ΔU越小，动态电阻越小，稳压管性能就越好。
稳压管的动态电阻是随工作电流变化的，工作电流越大。
动态电阻越小。
因此，为使稳压效果好，工作电流要选得合。
工作电流选得大些，可以减小动态电阻，但不能超过管子的最大允许电流（或最大耗散功率）。
稳压二极管稳压电路
稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路是一种常见的电子电路，用于稳定电压输出。
它是由稳压二极管和其他电子元件组成的电路，通过稳压二极管的特性来实现对电压的稳定控制。
稳压二极管是一种特殊的二极管，也称为Zener二极管。
它的特点是在反向击穿电压下，电流急剧增加，但电压保持在一个相对稳定的值。
这种特性使得稳压二极管可以用来稳定电路中的电压。
稳压二极管稳压电路常见的连接方式有两种：串联稳压和并联稳压。
串联稳压电路是将稳压二极管连接在负载电路的前面，使得负载电路所接收到的电压稳定在稳压二极管的击穿电压值。
并联稳压电路是将稳压二极管连接在负载电路的旁边，通过控制负载电路的电流来实现对电压的稳定。
稳压二极管稳压电路的工作原理是利用稳压二极管的反向击穿特性。
当输入电压超过稳压二极管的击穿电压时，稳压二极管开始导通，使得电流通过稳压二极管和负载电路。
由于稳压二极管的击穿电压是稳定的，因此输出电压也能够稳定在一个固定的值。
稳压二极管稳压电路中的其他元件起到辅助稳压的作用。
常见的元件包括电阻、电容和晶体管等。
电阻用于限制电流的流动，以保护稳压二极管不受过大的电流损坏。
电容用于滤波，减小输出电压的纹波幅度。
晶体管用于控制电流的流动，以进一步优化稳压效果。
稳压二极管稳压电路的应用非常广泛。
它可以用于电子设备中的电源电路，以提供稳定可靠的电压输出。
它还可以用于模拟电路中，以保证模拟信号的稳定性。
此外，稳压二极管稳压电路还可以用于传感器电路、通信设备和计算机等领域。
总结起来，稳压二极管稳压电路是一种常见的电子电路，通过稳压二极管的特性来实现对电压的稳定控制。
它具有简单可靠、成本低廉等优点，广泛应用于各个领域。
在设计稳压电路时，需要考虑输入电压、负载电流和稳压二极管的参数等因素，以保证电路的稳定性和可靠性。
稳压电路元件及作用
稳压电路元件及作用
稳压电路元件是一种电子电路，用来提供稳定的输出电压，可以
适应应用电路中某些特定需求或外部环境的变化。
常见的稳压电路元
件有稳压二极管、稳压三极管、稳压集成电路（IC）、可控硅等。
稳压二极管又称Zener二极管，具有诸如双向导通性、低压降等
特点，可以获得稳定的输出电压，常用于直流电路的稳定供电电路。
稳压三极管也称为调节三极管、可调正反压三极管，它结构上类
似普通三极管，但设计有所不同，它具有调节压敏特性，当电路中有
电压改变时，可以恒定地把它恢复到原来的电压水平，常用于调节和
稳压电源供电应用电路中。
稳压集成电路是由一组内部电路封装在一个芯片上的小型电路板，可以提供稳压功能，并具有高可靠性，通常用于计算机、通信系统和
家用电器等应用中。
可控硅是一种可以实现电压调节的半导体元件，它可以用来控制
DC电压。
可控硅由晶闸管两个极性组成，可以在指定的范围内调节电
源输出电压，广泛应用于直流变频调节、电动机控制和稳压电路等。
总之，稳压电路元件的作用是把输入的过大的电压稳定在某一范
围之内，使电路的输出电压稳定、可靠并且不受外部环境影响，使电
子电路能够正常运行，为电子设备的正常运行提供了保障。
硅稳压二极管的伏安特性曲线和稳压电路
硅稳压二极管的伏安特性曲线和稳压电路硅稳压管利用特别工艺制成具有稳压作用的特别二极管。
形状与一般二极管基本相同，电路符号有所差别，文字符号用V表示。
硅稳压二极管的伏安特性曲线如图所示，由曲线可以看出：(1)硅稳压二极管的正向特性与一般二极管相同。
(2)反向特性曲线比一般二极管陡峭。
在反向电压较小时，管子只有极微的反向电流。
当反向电流达到某一数值Uw时，管子突然导通，电压即使增加很少也会引起较大电流。
这种现象叫“击穿”，Uw叫击穿电压（即稳压管的稳定电压）。
在反向击穿区，稳压管的电流在很大范围内变化，Uw却基本不变（见曲线AB段），这就是稳压管的稳压作用。
由于稳压管是工作在反向击穿状态，所以接到电路中时应当反接（见图），即稳压管的正极应接被稳定电压的负极；稳压管的负极应接被稳定电压的正极。
假如稳压管的极性接反，不能起到稳压作用，此时稳压管两端的正向电压约为0.7V。
硅稳压管稳压电路如图所示。
图中Ui是需要稳定的直流电压，R是限流电阻，RL是负载电阻。
电路的工作过程如下。
(1)设负载电阻RL固定不变。
当输入电压Ui上升时，流过稳压管的电流将增加，流过限流电阻R的电流也相应地增加，则输出电压（也就是负载两端的电压）U0=Ui - UR就能保持不变。
同理，若输入电压减小，限流电阻上的电压也相应削减，从而保证负载两端的电压仍旧稳定。
(2)设输入电压Ui不变。
当负载电阻削减而使负载电流增加、限流电阻上的压降增大时，输出电压将下降。
但输出电压稍有下降，就会引起流过稳压管的电流下降，从而抵消了负载电流变化在限流电阻上造成的电压变化，保证了输出电压的稳定。
同理，当负载电阻增大时，由于稳压管的稳压作用，也能保证输出电压稳定。
可见，除稳压管起稳压作用外，限流电阻不仅有限流作用，也有调压作用，与稳压管协作共同稳定输出电压。
稳压二极管稳压电路原理
稳压二极管稳压电路原理稳压二极管稳压电路是一种应用广泛的电子电路，用于稳定电压输出。
它的工作原理是通过利用二极管的特性，在电路中引入稳压二极管，使得在输入电压变化的情况下，输出电压保持稳定。
稳压二极管是一种特殊的二极管，也称为Zener二极管。
它在反向击穿电压下，可以在电路中产生一个恒定的稳定电压。
在常见的稳压二极管中，Zener二极管的击穿电压通常在2V到200V之间，可以根据具体的应用需求进行选择。
稳压二极管稳压电路可以分为串联型和并联型两种。
串联型稳压电路是将稳压二极管与负载电阻串联连接，以实现稳压的目的。
并联型稳压电路是将稳压二极管与负载电阻并联连接，同样可以实现稳压功能。
在串联型稳压电路中，当输入电压超过稳压二极管的击穿电压时，稳压二极管进入击穿状态，使电路中的电流通过二极管和负载电阻，从而产生稳定的输出电压。
通过合理选择稳压二极管的击穿电压和负载电阻的阻值，可以得到所需的输出电压。
在并联型稳压电路中，稳压二极管与负载电阻并联连接，形成一个分流电路。
当输入电压变化时，稳压二极管会自动调节其反向电流，以保持稳定的输出电压。
与串联型稳压电路相比，并联型稳压电路更适合用于大电流输出的情况。
稳压二极管稳压电路的一个重要参数是稳压系数，用来描述稳压二极管在击穿电压下的电压稳定性。
稳压系数越小，稳压性能越好。
一般来说，稳压二极管的稳压系数在5%到10%之间。
稳压二极管稳压电路在实际应用中具有广泛的用途。
例如，在电源电路中，稳压二极管可用于稳定输出电压，保护后续电路不受输入电压的波动影响。
在测量仪器中，稳压二极管可用于提供精确的参考电压。
此外，稳压二极管还可以用于保护其他电子元件，如集成电路和传感器，免受电压过高的损害。
稳压二极管稳压电路是一种简单而有效的电子电路，可以实现稳定的电压输出。
通过合理选择稳压二极管和负载电阻的参数，可以满足不同应用的需求。
稳压二极管稳压电路在电源、测量仪器和其他电子设备中得到广泛应用，发挥着重要的作用。
稳压二极管稳压电路
稳压二极管稳压电路
稳压二极管稳压电路是一种常见的电子元件，用于稳定电路中的电压。
在电子设备中，稳压电路扮演着至关重要的角色，可以有效地保护电路中的其他元件，提高电路的稳定性和可靠性。
稳压二极管是一种特殊的二极管，其工作原理是利用二极管的导通特性来实现电压的稳定。
当输入电压发生波动时，稳压二极管会自动调节其导通状态，使输出电压保持在一个稳定的值。
这种稳压原理使得稳压二极管在各种电子设备中得到广泛应用。
稳压二极管稳压电路一般由稳压二极管、滤波电容和负载电阻等元件组成。
稳压二极管的工作电压范围取决于其材料和结构，常见的有5V、12V等规格。
滤波电容用于平滑电路中的电压波动，负载电阻则用于限制电流，保护稳压二极管。
在实际电路设计中，稳压二极管稳压电路的选择要根据具体的需求和应用场景来确定。
不同规格的稳压二极管适用于不同的工作电压范围，因此在选型时需要仔细考虑。
此外，电路中的其他元件如滤波电容和负载电阻也要根据实际情况进行合理搭配。
稳压二极管稳压电路还有一种常见的应用场景就是在直流电源中起到稳压作用。
直流电源常常受到电网电压波动的影响，为了保护电子设备不受损坏，需要在电源输出端加入稳压电路，以保证输出电压的稳定性。
总的来说，稳压二极管稳压电路是电子领域中一种简单而有效的电路设计方案，能够在很大程度上提高电路的稳定性和可靠性。
在实际应用中，合理选择稳压二极管和配套元件，并注意电路的设计和布局，可以更好地发挥稳压电路的作用，为电子设备的正常运行提供保障。
希望本文能够为读者对稳压二极管稳压电路有所了解，并在实际应用中发挥作用。
硅稳压二极管稳压电路的工作原理
硅稳压二极管稳压电路的工作原理
硅稳压二极管（也称为稳压二极管或Zener二极管）是一种特
殊的二极管，它能够在特定电压下保持稳定的反向电压。
稳压电路通过将硅稳压二极管连接在逆向偏置模式下来实现稳压功能。
工作原理如下：
1. 硅稳压二极管具有一个固定的突破电压，称为稳定电压Vz。
当反向电压超过稳定电压时，硅稳压二极管开始导通电流。
2. 稳压电路将正极连接到稳压二极管的正向端，负极连接到稳压二极管的反向端。
这样当电路中的电压超过稳定电压时，稳压二极管开始导通，形成一条绕过负载的反向通路，以保持负载端的电压稳定。
3. 负载连接在稳压二极管的反向端，通过稳压二极管提供稳定的电压。
当电流流过负载时，稳压二极管将自动调整电流以保持负载端的电压不变。
总的来说，硅稳压二极管稳压电路通过将稳压二极管连接在反向偏置模式下，利用其特殊的电压-电流特性来实现对负载端
电压的稳定控制。
稳压二极管稳压电路
IR
UI
UZ R
I DZ I R I L
IOmax U Z / RLmin
Rmax
UIm in U Z I Z IOmax
UImin U Z R
IOmax
IZ
+
UI
R
IR IDZ
i
O
u
IZ
IZM
+ IO RL uO
-
-
IOmin U Z / RLmax
UImax U Z R
IOmin
4 10 R
由：
I Z min
4 RΒιβλιοθήκη 10I Z max
得： R 267
R 114
8
7.5 稳压电路
稳压电路功能
在输入交流电源电压波动、负载变化时， 使输出直流电压保持恒定。
基本思想
在输出直流电压时，在电路中设置一种吸收 波动成份旳元件（调整元件），当电源电压 或负载波动时，调整元件将根据输出直流电 压旳变动情况，拟定调整方向和大小，以确 保输出旳直流电压不发生变化。
W7900系列稳压器外形
17
作业
习题7-13 、14
18
第三讲 稳压二极管、稳压电路
1
直流电源旳构成及各部分旳作用
u1
u2
u3
u4
uo
稳压电路 滤波电路 整流电路
变压器
❖ 电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适旳交流电压u2。
❖ 整流电路: 将交流电压u2变为脉动旳直流电压u3。
❖ 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑旳直流电压u4。
❖ 稳压电路: 在电网电压波动及负载变化时,保持输出电压
3）最大允许功耗
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反馈保护型
温度保护型
截流型
限流型
利用集成电路制造工艺，在调整 管旁制作PN结温度传感器。当温度超 标时，启动保护电路工作，工作原理 与反馈保护型相同。
截流型
当发生短路时，通过保 护电路使调整管截止，从而 限制了短路电流，使之接近 为零。截流特性见图16.05。
限流型
是当发生短路时，通过电 路中取样电阻的反馈作用，输 出电流得以限制。限流特性见 图16.06。
VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓
图16.02 硅稳压二极管稳压电路
这里VO减小应理解为由于输入电压VI的增加，在 稳压二极管的调节下，使VO的增加没有那么大而已。 VO还是要增加一点的，这是一个有差调节系统。
(2) 当负载电流变化时如何稳压
负载电流IL的增加，必然引起IR的增加，即VR增 加，从而使VZ=VO减小，IZ减小。IZ的减小必然使IR 减小，VR减小，从而使输出电压VO增加。这一稳压过 程可概括如下：
2 Co
1 W7915
Co 2
同时输出正、负电压电路
+ Uo _ Uo
提高输出电压的电路
1 +
UI
Ci
_
W78XX 3
2 UXX UZ
R Co
DZ
UXX: 为W78XX固定输出电压 Uo=UXX+UZ
+ Uo
_
（4）利用三端集成稳压器组成恒流源
三端集成稳压器可 做恒流源使用,电路见 图16.11和16.12。
电阻应小于最大稳值压。二即极管在使用时
一能定使R要 它m串 的ax 入 功=限 耗I ZV流 超mImi电 过nin阻 规I， 定VLm不值Zax，
(2) 当输否入则电会压最造大成，损负坏载！电流最小时，流过稳
压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax，由此
可计算出稳压电阻的最小值。即
Rmin
模拟电子技术基础
第十九讲
主讲 ：黄友锐 安徽理工大学电气工程系
16.2 硅稳压二极管稳压电路
16.2.1 硅稳压二极管稳压电路的原理 16.2.2 稳压电阻的计算 16.2.3 基准源
16.2.1 硅稳压二极管稳压电路的原理
硅稳压二极管稳压电路的电路图如图16.02所示。
它是利用稳压 二极管的反向击穿 特性稳压的，由于 反向特性陡直，较 大的电流变化，只 会引起较小的电压 变化。
CW217--/CW217M--/CW217L--CW317--/CW317M--/CW317L4. 可调负输出集成稳压器，国标型号为CW137--/CW137M—
CW137L-CW237--/CW237M--CW237L--CW337--/CW337MCW337L-5. 三端低压差集成稳压器 6. 大电流三端集成稳压器
IL↑→IR↑→VR↑→VZ↓（VO↓）→IZ↓→IR↓→VR↓→VO↑
16.2.2稳压电阻的计算
稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击穿特性的 动态电阻有关，与稳压电阻R 的阻值大小有关。
稳压二极管的动态电阻越小，稳压电 阻R越大，稳压性能越好。
稳压电阻 R 的作用
将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化， 从而起到调节作用，同时R也是限流电阻。
以上1---为军品级；2---为工业品级；3---为民品级。 军品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-55℃～150℃； 工业品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-25℃～150℃； 民品级多为塑料封装，工作温度范围0℃～125℃。
(3) 应用电路
三端固定输出集成稳压器的 三端可调输出集成稳压器的 典型应用电路如图16.09所示。 典型应用电路如图16.10所示。
(2) 线性三端集成稳压器的分类
三端集成稳压器有如下几种：
1. 固定正输出集成稳压器，国标型号为CW78--/CW78M--/CW78L-2. 固定负输出集成稳压器，国标型号为CW79--/CW79M--/CW79L-3. 可调正输出集成稳压器，国标型号为CW117--/CW117M—CW117L-
VI↑→VO↑→Vf↑→VO1↓→VCE↑→VO↓
2．负载电流变化，输入电压保持不变
负载电流IL的增加，必然会使输入电压VI有所 减小，输出电压VO必然有所下降，经过取样电路取 出一部分信号Vf与基准源电压VREF比较，获得的误 差信号使VO1增加，从而使调整管的管压降VCE下降， 从而抵消因IL增加，使输入电压减小的影响。
各点波形见图16.14。由于调整管发射极输出为 方波，有滤波电感的存在，使输出电流iL为锯齿波， 趋于平滑。输出则为带纹波的直流电压。
图16.14 开关电源波形图
忽略电感的直流电阻，输出电压VO即为vE的平 均分量。于是有
VO
=
1 T
t1
0
vE
dt
1 T
T
t1
vE
dt
q称为占空
比方波高电平 的时间占整个
度上抵消了VI增加对输出电
压的影响。若负载电流IL增
加，R受控制而减小，使VR
减小，从而在一定程度上抵
消了因IL增加，使VI减小，
图图161.60.303串串联联稳压稳电压源电
源
示意图
对输出电压减小的影响。
在实际电路中，可变电阻R是用一个三极管来替
代的，控制基极电位，从而就控制了三极管的管压降 VCE，VCE相当于VR 。要想输出电压稳定，必须按电压 负反馈电路的模式来构成串联型稳压电路。典型的串 联型稳压电路如图 16.04 所示。它由调整管、放大环 节、比较环节、基准电压源几个部分组成。
16.4.1 开关型稳压电路的工作原理
16.4.2 集成开关型稳压器
16.4.1 开关型稳压电路的工作原理
开关型稳压电源的原理可用图16.13的电路加以 说明。它由调整管、滤波电路、比较器、三角波发 生器、比较放大器和基准源等部分构成。
图16.13 开关型稳压电源原理图
三角波发生器通过比较器产生一个方波，去控制 调整管的通断。调整管导通时，向电感充电。当调整 管流二截极止管时D，即必可须起给到电这感个中电相作电相电平当用平当流最方输最方输，大波出提小波出有值不波供值存波利的存形的在形一于部在中部的中个分的电保分 部电泄，部位护，分位放对分水对。水调方。平通方平整波低波高路管而于而于。。言低言高续，，
=
VImax VZ I Zmax I Lmin
Rmin < R Rmax
16.2.3 基准源
基准源
一般是指击穿电压十分稳定，电压
也称为参考源 温度系数经过补偿了的稳压二极管。
这种稳压二极管采用一种埋层工艺，稳压性能优良，有的 还加有温度控制电路，使其温度系数可小到几个10-6/℃。
型号
图16.05 截流型特性 图16.06 限流型特性
16.3.3 三端集成稳压器
(1)概述
将串联稳压电源和保护电路集成在一起就是集成稳压器。 早期的集成稳压器外引线较多，现在的集成稳压器只有三个： 输入端、输出端和公共端，称为三端集成稳压器。它的电路 符号见图16.07，外形如图16.08所示。
图16.07 集成稳压器符号
(a)小电流恒流源
图16.11稳压器做恒流源
(b)大电流恒流源
图16.12可调稳压器做恒流源电路
16.4 开关型稳压电源
为解决线性稳压电源功耗较大的缺点，研制 了开关型稳压电源。开关型稳压电源效率可达 90%以上，造价低，体积小。现在开关型稳压电 源已经比较成熟，广泛应用于各种电子电路之中。 开关型稳压电源的缺点是纹波较大，用于小信号 放大电路时，还应采用第二级稳压措施。
16.4.2 集成开关型稳压器(简介）
显然R 的数值越大，较小IZ的变化就可引起足够大 的VR变化，就可达到足够的稳压效果。
但R 的数值越大，就需要较大的输入电压VI值，损 耗就要加大。
稳压电阻的计算如下
(1) 当输入电压最小，负载电流最大时，流过稳
压二极管的电流最小。此时IZ不应小于IZmin，由
此可计算出稳压电阻的最大值，实际选用的稳压
要特别注意，不同 型号，不同封装的集成 稳压器，它们三个电极 的位置是不同的，要查 手册照确片定。
图16.08 外形图
2. 外形及 引脚功能
塑料封装 TO--220
2 — 输出端 3 — 公共端 1— 输入端
W7800系列稳压器外形
2 — 输出端 3— 输入端 1 — 公共端
W7900系列稳压器外形
图16.02 硅稳压二极管稳压电路
(1) 当输入电压变化时如何稳压
根据电路图可知 VO = VZ = VI VR VI IR R
IR = IL + IZ
输入电压VI的增加，必然引起VO的增加，即VZ增 加，从而使IZ增加，IR增加，使VR增加，从而使输出 电压VO减小。这一稳压过程可概括如下：
1 T
(VD
)toff
+
1 T
(VI
周期的百分比。
VCES )ton
VI
ton T
VI q
在输入电压一定时，输出 电压与占空比成正比。
可以通过改变比较器输出方波的宽度 （占空比）来控制输出电压值。这种控制方 式称为脉冲宽度调制(PWM)。
由以上分析可以得出如下结论：
1．调整管工作在开关状态，功耗大大降低， 电源效率大为提高； 2．调整管在开关状态下工作，为得到直流输 出，必须在输出端加滤波器； 3．可通过脉冲宽度的控制方便地改变输出电 压值； 4．在许多场合可以省去电源变压器； 5．由于开关频率较高，滤波电容和滤波电感 的体积可大大减小。
16.3.1 线性串联型稳压电路的工作原理
16.3.2 稳压电路的保护环节
16.3.3 三端集成稳压器