稳压二极管限流电阻如何选择
稳压二极管的限流电阻的测试方法
稳压二极管，英文名称Zener diode，又叫齐纳二极管。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。
稳压二极管起电压调节作用，当负载电流减少时，限流电阻两端电压降便下降，输出电压上升，即相对地加大稳压二极管的反向电压，稳压电流IZ上升，使IRS亦上升，限流电阻RS的管压降便上升，输出电压下降，结果输出电压保持不变。缺点是不能获得较大输出电流。
电压调节百份比：%V.R
电压的稳定程度，比数愈低愈好，当直流电压输入VS或负载电流IL变动,其输出Vo可以保持在一定范围内不变。
VNL：无负载时的电压输出VFL：满载时的电压输出
例:如上图的稳压器，在没有负载时其输出电压为7.5V，而在额定电流输出时，其输出电压为7.4V，求此稳压器的电压稳定度。
限流电阻的计算：
限流电阻(RS) ：
（1）提供VZ之工作电流。
（2）保护VZ不受过流损坏。
两个极端情况：
1. （输入电压VS）
VS = VS(Min)，IL = IL(Max) （IL为负载的工作电流）
当VS= VS(Max)，IL= IL(Min)时，
RS = RS(最小值)， IZ(Max) = 最大工作电流
稳压二极管的工作条件：
稳压二极管工作时需要保持一个最小稳定电流Izmin，当低于这个最小稳定电流时稳压二极管是不会工作的见附图，为了保证这个基本电流，限流电阻应按照附图下方的公式来设计。
例1:如输入电压的变化为15V ~ 18V，负载电流变化为5mA ~ 15mA，而稳压二极管的稳压值VZ = 12V，稳压电流IZ(Min)= 0.25mA，IZ(Max) = 50mA，求限流电阻RS的数值。
解：VS(Max) = 18V，VS(Min) = 15V，IZ(Min) = 0.25mA，IZ (Max) = 50mA
RS = 100Ω或200Ω
2. VS = V S(Max)，IL = I L(Min) V RS = V S - V Z
I S = I L + I Z
当V S = V S(Min)，IL = I L(Max)时，
R S = R S(最大值)， I Z(Min) = 最低工作电流
例二：
已知稳压二极管输入电压U1=12V，稳压二极管稳定电压Uz=6V，最小稳定电流Izmin=2mA，负载电流IL=10mA，试计算限流电阻R。解：R=(12V-6V)/(2mA+10mA)=6V/12mA=500欧，实际取R=470欧即可。
场效应管驱动电阻的经典计算方法
Q L Rg Cgs DR IVE VC C 12V
驱动电压： 驱动电流： 可以看到当Rg比较小时驱动电压上冲会比较高，震荡比较多，L越大越明显，此时会对MOSFET及其他器件性能产生影响。但是阻值过大时驱动波形上升比较慢，当MOSFET有较大电流通过时会有不利影响。 此外也要看到，当L比较小时， 此时驱动电流的峰值比较大，而一般 IC的驱动电流输出能力都是有一定 限制的，当实际驱动电流达到IC输 出的最大值时，此时IC输出相当于 一个恒流源，对Cgs线性充电，驱动 电压波形的上升率会变慢。电流曲线 就可能如左图所示（此时由于电流不 变，电感不起作用）。这样可能会对 IC的可靠性产生影响，电压波形上升 段可能会产生一个小的台阶或毛刺。
TR(nS) 19 49 230 20 45 229 Rg(ohm) 10 22 100 10 22 100 L(nH) 30 30 30 80 80 80 可以看到L 对上升时间的影响比较小，主要还是Rg 影响比较大。上升时间可以用2*Rg*Cgs 来近似估算，通常上升时间小于导通时间的二十分之一时，MOSFET 开关导通时的损耗不致于会太大造成发热问题，因此当MOSFET 的最小导通时间确定后Rg 最大值 也就确定了 Rg 140Ton_min Cgs ，一般Rg 在取值范围内越小越好，但是考虑EMI 的话可以 适当取大。 以上讨论的是MOSFET ON 状态时电阻的选择，在MOSFET OFF 状态时为了保证栅极电荷快速泻放，此时阻值要尽量小，这也是Rsink LED应用中LED电路的形式及电阻的计算 一、关于LED光源应用的简介： LED照明行业是一个新兴的行业，它以其独特的优点深受人们的青睐。如今在光电工程中，提高光效，节约能源和高可靠性已经成为人们共同追求的目的。我们在讨论和使用LED光源时，都会想到LED的寿命长、节约能源、亮度高等特点。也正是因为如此LED光源才倍受欢迎。LED光源虽有以上优点，却并不如人们所说的那么神奇。只有给其配上合适、高效的LED电源、合理的电路设计、完善的防静电措施、正确的安装工艺才能充分发挥和利用LED光源的以上优点。下面我就LED光源在工程应用中的一些常识做简单的介绍，供大家参考。 二、LED寿命的理解 LED的使用寿命，一般认为在理想状态下有10万小时。实际在使用过程中其光强会随使用时间的推移逐渐衰减，即电能转化为光能的效率逐渐降低。我们能真正使用的有效光强范围应在其衰减到初始光强的70%以上时，寿命是否可以定义为光效逐渐降低至70%的时间段。目前还没有明确的国家标准用来衡量。而且LED的使用寿命与其芯片的质量和封装技术、工艺直接相关，据某LED封装厂的试验数据有些芯片在20mA 条件下连续点亮4000小时后其光亮度衰减已达50%。但是随着技术、工艺的提高，光衰时间越来越缓慢，即寿命也越长。 三、LED的节能及可靠性 LED是电流控制元件，通过流过的电流，直接将电能转变为光能，故也称光电转换器。因其不存在摩擦损耗和机械损耗，所以在节能方面比一般的光源的效率高，但是LED光源并不能像一般的普通光源一样可以直接使用电网电压，它必须配置一个电压转换装置，提供满足其额定的电压、电流，才能正常使用，即LED专用电源。但是各种不同的LED电源其性能和转换效率各不相同，所以选择合适、高效的LED专用电源，才能真正体现LED光源高效特性。因为低效率的LED电源本身就需要消耗大量电能，在配合LED的使用过程中根本就体现不出LED的高效节能特性。而且LED电源也必须是高可靠性电源，才能使LED光源系统长寿命。 四、LED的基本特性及使用时的注意事项 1．光电特性： LED在其电流极限参数范围内流过LED的电流越大，它的发光亮度越高。即LED的亮度与通过LED 的电流成正比。但绿光和蓝光及白光在大电流情况下会出现饱和现象，不仅发光效率大幅降低，而且使用寿命也会缩短。 2．光学特性 LED按颜色分有红、橙、黄、绿、蓝、紫、白等多种颜色。按亮度分有普亮、高亮、超高亮等，同种芯片在不同的封装方式下，它的亮度也不相同。按人的视觉可分为可见光和不可见光。按发光颜色的多少可分为单色、双色、七彩等多种类型。色彩的纯度不同价格相差很大，现行的纯白色LED价格特贵。同时发光视角不同，光效亦不同，使用时特需注意。 3．常见的LED电性能参数 （1）LED正向电压 不同颜色的LED在额定的正向电流条件下，有着各自不同的正向压降值，红、黄色：1.8～2.5V之间，绿色和蓝色：2.7～4.0V之间。对于同种颜色的LED，其正向压降和光强也不是完全一致的。如下表：LED 型号：5 4HCA 发光颜色外观颜色波长λD(nm) 正向电压 分析稳压二极管的工作原理及其限流电阻的公式推导 一、二极管主要参数 在实际应用中选择适当的二极管对电路的设计很重要，不同用途的二极管有不同的结构，有不同的参数要求：不同用途的二极管对二极管参数的要求也不同。二极管的主要参数如下： 1、最大整流电流；二极管的最大整流电流是指在规定测试温度下，二极管允许通过的最大平均大流。二极管在正常工作时，平均工作电流不应超过此值，二则会损坏二极管。 2、最大反向峰值电压：最大反向峰值电压是指在二极管工作时允许承受的最大反向电压 3、最大正向浪涌电流：最大正想浪涌电流时二极管允许流过的过量的正向电流，表示二极管承受非正常工作电流（浪涌电流不是经常出现，只是偶然出现）的能力。一般测试时，规定一个50Hz的浪涌电流。 4、反向电流：指二极管在未击穿是的反向电流（后续会介绍），一般规定在是温度25°C时进行测试。 5、反向恢复时间：当二极管两端电压从正向电压变为反向电压时，理想情况是电流能瞬时截止，但是实际要延迟一段时间，这段时间久成为反向恢复时间。 不同用途的二极管对各种参数的要求不同，表（1-1）和表（1-2）列出了二极管的参数，以供参考 二、极管的种类 二极管的种类有很多，出了普通的二极管和整流二极管外，还有利用特殊工艺制造的具有各种不同用途的二级管，如稳压管（齐纳二极管）、光敏二极管，发光二极管等。 下面，主要介绍的是在电路中最常见的二极管的一种——稳压二极管 三、稳压二极管及其工作原理 我们都知道，二极管加反响偏置电压时，如果反向电压达到UBR,则二极管会产生击穿。击穿时反向电流迅速增加，但是此时二极管两端的电压变化很小。稳压就是根据PN结的这一特性，经特殊工艺制造的。稳压管又称齐纳二极管。使用稳压管可以提供一个较为固定的稳定电压。 稳压二极管工作原理 一、稳压二极管原理及特性 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；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，工作电流要选得合适。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）。各种型号管子的工作电流和最大允许电流，可以从手册中查到。 稳压管的稳定性能受温度影响，当温度变化时，它的稳定电压也要发生变化，常用稳定电压的温度系数来表示，这种性能例如2CW19型稳压管的稳定电压Uw= 12伏，温度系数为0.095%℃，说明温度每升高1℃，其稳定电压升高11.4毫伏。为提高电路的稳定性能，往往采用适当的温度补偿措施。在稳定性能要求很高时，需使用具有温度补偿的稳压，如2DW7A、2DW7W、2DW7C 等。 二、稳压二极管稳压电路图 由硅稳压管组成的简单稳压电路如图5- l9（a）所示。硅稳压管DW与负载Rfz，并联，R1为限流电阻。 第六节特殊二极管 除前面所讨论的普通二极管外，还有若干种特殊二极管，如齐纳二极管、变容二极管、光电子器件(包括光电二极管、发光二极管和激光二极管)等，本节主要讨论齐纳二极管及其应 用。 一、齐纳二极管 齐纳二极管又称稳压二极管，是一种特殊的面接触型硅晶体二极管。由于它有稳定电压的作用，经常应用在稳压设备和一些电子线路中。 稳压二极管的特性曲线与普通二极管基本相似，只是稳压二极管的反向特性曲线比较陡。 稳压二极管的正常工作范围，是在伏安特性曲线上的反向电流开始突然上升的A、B段。这一段的电流，对于常用的小功率稳压管来讲，一般为几毫安至几十毫安。 1、稳压二极管的主要参数 （1）稳定电压Vz 稳定电压就是稳压二极管在正常工作时，管子两端的电压值。这个数值随工作电流和温度的不同略有改变，既是同一型号的稳压二极管，稳定电压值也有一定的分散性，例如2CW14硅 稳压二极管的稳定电压为6～7.5V。 （2）耗散功率PM 反向电流通过稳压二极管的PN结时，要产生一定的功率损耗，PN结的温度也将升高。根据允许的PN结工作温度决定出管子的耗散功率。通常小功率管约为几百毫瓦至几瓦。 （3）稳定电流I Z、最小稳定电流I Zmin、大稳定电流I Zmax 稳定电流：工作电压等于稳定电压时的反向电流； 最小稳定电流：稳压二极管工作于稳定电压时所需的最小反向电流； 最大稳定电流：稳压二极管允许通过的最大反向电流。 2、稳压二极管的应用 稳压管常用在整流滤波电路之后，用于稳定直流输出电压的小功率电源设备中。 如图由R、D z组成的就是稳压电路，稳压管在电路中稳定电压的原理如下： 只要R参数选得适当，就可以基本上抵消V i的升高值，因而使V o基本保持不变。 可见，在这种稳压电路中，起自动调节作用的主要是稳压二极管D z，当输出电压有较小的变化时，将引起稳压二极管电流I z的较大变化，通过限流电阻R的补偿作用，保持输出电压 V o基本不变。 限流电阻R的选择： 1、当I0 = I0min、VI = V Imax时要求： 2、当I0 = I0max、VI = V Imin时要求： 稳压二极管的检测 （1）正、负电极的判别从外形上看，金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形，负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极，另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管，也可以用万用表判别其极性，测量的方法与普通二极管相同，即用万用表R×1k档，将两表笔分别接稳压二极管的两个电极，测出一个结果后，再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中，阻值较小那一次，黑表笔接的是稳压二极管的正极，红表笔接的是稳压二极管的负极。 若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为无穷大，则说明该二极管已击穿或开路损坏。 （2）稳压值的测量用0~30V连续可调直流电源，对于13V以下的稳压二极管，可将稳压电源的输出电压调至15V，将电源正极串接1只1.5kΩ限流电阻后与被测稳压二极管的负极相连接，电源负极与稳压二极管的正极相接，再用万用表测量稳压二极管两端的电压值，所测的读数即为稳压二极管的稳压值。若稳压二极管的稳压值高于15V，则应将稳压电源调至20V以上。 也可用低于1000V的兆欧表为稳压二极管提供测试电源。其方法是：将兆欧表正端与稳压二极管的负极相接，兆欧表的负端与稳压二极管的正极相接后，按规定匀速摇动兆欧表手柄，同时用万用表监测稳压二极管两端电压值（万用表的电压档应视稳定电压值的大小而定），待万用表的指示电压指示稳定时，此电 压值便是稳压二极管的稳定电压值。 若测量稳压二极管的稳定电压值忽高忽低，则说明该二极管的性不稳定。 稳压管常用在整流滤波电路之后，用于稳定直流输出电压的小功率电源设备中。 如图2所示，由R、Dz组成的就是稳压电路，稳压管在电路中稳定电压的原理如下： 只要R参数选得适当，就可以基本上抵消Vi的升高值，因而使Vo基本保持不变。 可见，在这种稳压电路中，起自动调节作用的主要是稳压二极管Dz，当输出电压有较小的变化时，将引起稳压二极管电流Iz的较大变化，通过限流电阻R的补偿作用，保持输出电压Vo基本不变。 模拟电子技术部分习题及答案 ——直流稳压电源项目 一、二极管与三极管的基础知识 二极管习题 一、熟悉概念与规律 1．半导体 2．P型半导体 3．N型半导体 4．PN结 5．单向导电性 6．整流二极管 7．稳压二极管 8．发光二极管 9．开关特性 10．三极管 11．三极管的饱合特性 12．三极管的截止特性 13．三极管的放大特性 二、理解与计算题 1．当温度升高时，二极管的正向压降_ 变小，反向击穿电压变小。 2．硅稳压二极管并联型稳压电路中，硅稳压二极管必须与限流电阻串联，此限流电阻的作用是（C——调压限流）。 A、提供偏流 B、仅限流电流 C、兼有限流和调压两个作用 3. 有两个2CW15 稳压管，一个稳压值是8V，另一个稳压值是7.5V，若把两管的正极 并接，再将负极并接，组合成一个稳压管接入电路，这时组合管的稳压值是（B—— 7.5V）。 8V；B、7.5V；C、15.5V 4．稳压管DW稳压值为5.3V，二极管VD正向压降0.7V，当VI 为12V时，DW和VD 是否导通，V0 为多少？R电阻的作用。 答：DW和VD 不导通，V0 为5.3V，R电阻的作用是分压限流。 5．下图中D1-D3为理想二极管，A，B，C灯都相同，试问哪个灯最亮？（） 6．在图所示的电路中，当电源V=5V 时，测得I=1mA。若把电源电压调整到V=10V，则电流的大小将_____。 A.I=2mA B.I<2mA C.I>2mA 7．图所示电路，设Ui=sinωt(V)，V=2V，二极管具有理想特性，则输出电压Uo 的波形应为图示_______图。 8．图所示的电路中，Dz1 和Dz2 为稳压二极管，其稳定工作电压分别为6V 和7V，且具有理想的特性。由此可知输出电压Uo 为_______。 9．二极管最主要的特性是____________，它的两个主要参数是反映正向特性的 ____________和反映反向特性的____________。 10．图所示是一个输出6V 正电压的稳压电路，试指出图中有哪些错误，并在图上加以改正。 LED限流电阻的大小计算（原创） 很多时候电路中都用LED做指示，这就涉及到限流电阻，这个怎么选取呢？ datasheet上参数如下 要注意理解LED Datasheet上的参数。最重要的三个参数如下： VF——正向电压。这个正向电压是在IF=20mA的情况下取的，而VF的取值围为（2.8，3.5）。 我们可以从正向电流和正向电压的关系曲线图中，根据所需要的的电流，而得知此IF下的正向压降，从而可以算出限流电阻的大小。 IF——正向电流。这个电流是不是任意选取呢？显然不可能，我们注意到LED参数中有一个DC Forward Current="30mA"这个参数，这个30mA是在最大额定值的情况下的值，显然我们平时使用时，不能让LED在、一直工作在最大额定值。所以IF≤30mA。再根据下图可以知道，电流大，LED发光强，但消耗的功率大。电流小，LED发光小，消耗的功率小。通常电路用LED是做指示用途， 电路的总体功耗要控制，不能都消耗在指示灯上?当然还要考虑电源的功率要满足后面电路功耗的要求，并且最好要有富裕。所以这个LED的正向电流我们选取20mA，正向压降为3.3V。 Peak Forward Current——最大电流峰值，只是指允许通过二极管的最大正向脉冲电流。发光二极管极限电流。（这是一个脉冲值，占空比1/10，0.1ms）。这不是说LED正向电流可以取这个值，这是一个极限电流，当超过这个极限时，LED可能会烧毁，所以一般电路都要求有限流电阻。 限流电阻可以根据下式计算： 选取IF=20mA，VF=3.3V，电源电压Vcc=5V: 通常取个好一点的值（也就是相近阻值的电阻），R=100Ω。 像LED这样的元件通常网上都找不到相对应的DataSheet，这时候可以根据经验，估算出限流电阻的大小。可以参考下面给出的参数： 参考一： 一般这样： 红绿LED的电压一般是1.8~2.4V，蓝白是2.8~4.2V 3mmLED的额定电流1~10mA 5mmLED的额定电流5~25mA 10mmLED的额定电流25~100mA 如果散热良好，超过额定围也不会有太大问题。 稳压二极管工作在反向击穿状态时，其两端的电压是基本不变的。利用这一性质，在电路里常用于构成稳压电路。 稳压二极管构成的稳压电路，虽然稳定度不很高，但却具有简单、经济实用的优点，因而应用非常广泛。 在实际电路中，要使用好稳压二极管，应注意如下几个问题。 1、要注意一般二极管与稳压二极管的区别方法。不少的一般二极管，特别是玻璃封装的管，外形颜色等与稳压二极管较相似，如不细心区别，就会使用错误。区别方法是：看外形，不少稳压二极管为园柱形，较短粗，而一般二极管若为园柱形的则较细长；看标志，稳压二极管的外表面上都标有稳压值，如5V6，表示稳压值为 5.6V；用万用表进行测量，根据单向导电性，用X1K挡先把被测二极管的正负极性判断出来，然后用X10K挡，黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，测的阻值与X1K挡时相比，若出现的反向阻值很大，为一般二极管的可能性很大，若出现的反向阻值变得很小，则为稳压二极管。 2、注意稳压二极管正向使用与反向使用的区别。稳压二极管正向导通使用时，与一般二极管正向导通使用时基本相同，正向导通后两端电压也是基本不变的，都约为0.7V。从理论上讲，稳压二极管也可正向使用做稳压管用，但其稳压值将低于1V，且稳压性能也不好，一般不单独用稳压管的正向导通特性来稳压，而是用反向击穿特性来稳压。反向击穿电压值即为稳压值。有时将两个稳压管串联使用，一个利用它的正向特性，另一个利用它的反向特性，则既能稳压又可起温度补偿作用，以提高稳压效果。 3、要注意限流电阻的作用及阻值大小的影响。在稳压二极管稳压电路中，一般都要串接一个电阻R，如图1或2示。该电阻在电路中起限流和提高稳压效果的作用。若不加该电阻即当R=0时，容易烧坏稳压管，稳压效果也会极差。限流电阻的阻值越大，电路稳压性能越好，但输入与输出压差也会过大，耗电也就越多。 4、要注意输入与输出的压差。正常使用时，稳压二极管稳压电路的输出电压等于稳压管反向击穿后两端的稳压值，若输入到稳压电路中的电压值小于稳压管的稳压值，则电路将失去稳压作用，只有是大于关系时，才有稳压作用， 发光二极管是电子制作中常用的电子元件之一，对其极性识别是重要的。发光二极管的极性判别可以从管脚和管子内部结构来判别，如果管脚不是被剪过的，目前普遍认为发光二极管的长管脚是正极，短管脚是负极，和立式电解电容的极性辨别是一致的。从管芯内部结构来看(如图1)，管芯是由大小瓣两部分组成，大瓣上有一圆锥坑以便聚光提高亮度，中间通过一细金属线将两瓣连在一起，与管芯小瓣部分相接的是长脚正极，与管芯大瓣部分相接是短脚负极。 目前绝大多数发光二极管都符合这一结构特点。报刊杂志也是这样介绍的。但是并不是所有的发光二极管都符合上述结构特点。有少数发光二极管就与此不同。例如有一种高亮度白发红光φ5二极管，它的管脚以及管芯内部结构都与上述相反，即短脚是正极，长脚是负极。管芯大瓣部分是正极，小瓣部分是负极。还有一种也是高亮度白发红光φ5二极管，长管脚连接内部管芯大瓣是正极，短管脚与管芯小瓣相接是负极。此种管若从管脚长短来判别极性可得出正确结论，若从管芯结构来判别极性却得出错误结论。因此对制作及使用者来说判别发光二极管极性不能只凭以往的经验，这样容易搞错，导致电子制作失败或把好管当成坏管处理了。 要判别发光二极管极性及好坏，可搭制一个如图2所示的实验电路，将要判别的发光二极管正、负二个方向接于电路中。如图2a所示。当二极管正常发光时，和电池正极相接的一脚为二极管正极，另一脚则为负极且为好管。如果正、反二个方向接于电路中，二极管都不发光即为坏管。还可用万用表10k电阻档进行测量判断，一般好管正向电阻≥15k，反向电阻≥200k。测量正向电阻时与黑表笔相接一脚为正极，另一脚即负极。当正、反向电阻都为无穷大或都为0时即为坏管。 怎么使用直流46V点亮发光二极管 这电路其实非常简单，发光二极管上串联一个限流电阻即可，根据发光二极管的工作电流 及亮度计算限流电阻的大小，其原理图如下所示。 发光二极管原理图 一般小功率LED发光二极管的正常工作电流大小（2~20）mA左右，正向压降1.4V~2.2V 左右。 限流电阻R1该如何选取呢？功率多大合适？下面详细为大家介绍限流电阻的计算方法。 限流电阻R1的大小，R1=（输入电压-发光二极管压降）÷发光二极管的正常工作电流， 如上图，假设选取发光二极管的工作电流为20mA,发光二极管的压降为2V，则限流电阻 R1=（46V-2V）÷20mA=2200Ω，也就是阻值为2.2K，功率 P=I^2*R1=20mA*20mA*2200Ω=0.88W。 若想要其亮暗一些，可适当加大限流电阻，比如，若发光二极管的工作电流为2mA，则限流电阻R1=（46V-2V）÷2mA=22000Ω，即22K，其功率P=2mA*2mA*22000Ω=0.088W。 若是想点亮大功率发光二极管，当照明使用，可选用大功率高亮度LED灯，一般有0.5W、1W、2W等大功率LED。大功率LED的工作电压一般3V~5V左右，工作电流100mA以上，比如1W的LED工作电压一般3V~3.6V，工作电流300m左右。 可将多只LED串联再加上限流电阻接入46V电源即可，原理图如下所示，假设选择的大 功率LED灯正常工作电压为3V，最大工作电流为300mA,则46V直流电最多可以串联 46/3≈15（个）LED，限流电阻的选取根据串联LED的个数及工作电流， R1=(46-3*n)÷I, 若串联5个LED，使LED的工作电流为50mA，则限流电阻R1=(46-3*5)÷0.05=620（Ω）， 功率为P=I^2*R1=0.05*0.05*620=1.55W，选取2W以上的功率电阻即可。 稳压二极管的用法（原创） 1N4727 DataSheet 稳压二极管的主要参数[1][2] 1.Vz—稳定电压。 指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。从上面的datasheet可以知道，1N4727的Vz=3V, 1n4728的Vz=3.3V。 2.IzT—稳定电流。 指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。 3.rzJ—动态电阻。 指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。上面的datashe et可以知道，1N4727在Iz=1mA的时候，rzJ=400Ω。 4.Pz—额定功耗。 由芯片允许温升决定，其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Iz m的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V，Izm为20mA，则该管的Pz为60mWo 5.Ctv—电压温度系数。 是说明稳定电压值受温度影响的参数。例如2CW58稳压管的Ctv 是+0.07%/°C，即温度每升高1°C，其稳压值将升高0.07%。 6.IR—反向漏电流。 指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压管的VR=1V时，IR=O.1uA;在VR=6V时，IR=10uA。对于稳压二极管来说，稳压二极管的反相就是二极管的正向，即稳压二极管正端接正，负端接负，这样的话与稳压二极管的用法的接法相反，不起稳压作用。 稳压二极管接法 稳压二极管电路限流电阻的选取 R太大，则Ir很小，当Il增大时，稳压管的电流可能减小到临界值以下，失去稳压作用； 怎样计算稳压二极管的限流电阻? 下图电路中，稳压二极管负起调节作用，当负载电流减少时，限流电阻两端电压降便下降，输出电压上升，即相对地加大稳压二极管的反向电压，稳压电流IZ上升，使IRS亦上升，限流电阻RS的降压便上升，输出电压下降，结果输出电压保持不变。缺点是不能获得较大输出电流。 电压调节百份比：%V.R 电压的稳定程度，比数愈低愈好，当直流电压输入VS或负载电流IL变动,其输出Vo可以保持在一定范围内不变。 VNL：无负载时的电压输出VFL：满载时的电压输出 例:如上图的稳压器，在没有负载时其输出电压为7.5V，而在额定电流输出时，其输出电压为7.4V，求此稳压器的电压稳定度。 限流电阻的计算： 限流电阻(RS) ：- (1)提供VZ之工作电流。 (2)保护VZ不受过流损坏。 两个极端情况： 1. VS = V S(Min)，IL = I L(Max) 当V S = V S(Max)，I L = I L(Min)时， R S = R S(最小值)，I Z(Max) = 最大工作电流 例1:如输入电压的变化为15V ~ 18V，负载电流变化为5mA ~ 15mA，而稳压二极管之VZ = 12V，IZ(Min)= 0.25mA，IZ(Max) = 50mA，求RS 的数值。 解：VS(Max) = 18V，VS(Min) = 15V，IZ(Min) = 0.25mA，IZ (Max) = 50mA RS = 100Ω或200Ω 稳压二极管在电源中的作用 2. VS = V S(Max)，IL = I L(Min) V RS = V S - V Z I S = I L + I Z 当V S = V S(Min)，IL = I L(Max)时， ，R S = R S(最大值)， I Z(Min) = 最低工作电流 稳压二极管的用法 1N4727 DataSheet 稳压二极管的主要参数[1][2] 1.Vz—稳定电压。 指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。从上面的datasheet可以知道，1N4727 的Vz=3V, 1n4728的Vz=3.3V。 2.IzT—稳定电流。 指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。 3.rzJ—动态电阻。 指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。上面的d atasheet可以知道，1N4727在Iz=1mA的时候，rzJ=400Ω。 4.Pz—额定功耗。 由芯片允许温升决定，其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V，Izm为20mA，则该管的Pz为60mWo 5.Ctv—电压温度系数。 是说明稳定电压值受温度影响的参数。例如2CW58稳压管的Ctv是+0.07%/°C，即温度每升高1°C，其稳压值将升高0.07%。 6.IR—反向漏电流。 指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2C W58稳压管的VR=1V时，IR=O.1uA;在VR=6V时，IR=10uA。对于稳压二极管来说，稳压二极管的反相就是二极管的正向，即稳压二极管正端接正，负端接负，这样的话与稳压二极管的用法的接法相反，不起稳压作用。 稳压二极管接法 稳压二极管电路限流电阻的选取 ＬＥＤ应用中ＬED电路的形式及电阻的计算 一、关于LＥＤ光源应用的简介: LED照明行业是一个新兴的行业,它以其独特的优点深受人们的青睐。如今在光电工程中,提高光效，节约能源和高可靠性已经成为人们共同追求的目的。我们在讨论和使用LＥD光源时，都会想到LED的寿命长、节约能源、亮度高等特点。也正是因为如此LED光源才倍受欢迎。LＥＤ光源虽有以上优点，却并不如人们所说的那么神奇。只有给其配上合适、高效的LED电源、合理的电路设计、完善的防静电措施、正确的安装工艺才能充分发挥和利用LED光源的以上优点。下面我就LＥD光源在工程应用中的一些常识做简单的介绍,供大家参考。 二、LＥD寿命的理解 LEＤ的使用寿命，一般认为在理想状态下有10万小时。实际在使用过程中其光强会随使用时间的推移逐渐衰减,即电能转化为光能的效率逐渐降低。我们能真正使用的有效光强范围应在其衰减到初始光强的70%以上时,寿命是否可以定义为光效逐渐降低至70%的时间段。目前还没有明确的国家标准用来衡量。而且LED的使用寿命与其芯片的质量和封装技术、工艺直接相关,据某LＥD封装厂的试验数据有些芯片在20mA条件下连续点亮4０００小时后其光亮度衰减已达50%。但是随着技术、工艺的提高，光衰时间越来越缓慢,即寿命也越长。 三、ＬED的节能及可靠性 LED是电流控制元件，通过流过的电流,直接将电能转变为光能，故也称光电转换器。因其不存在摩擦损耗和机械损耗，所以在节能方面比一般的光源的效率高，但是ＬED光源并不能像一般的普通光源一样可以直接使用电网电压，它必须配置一个电压转换装置，提供满足其额定的电压、电流，才能正常使用，即LED专用电源。但是各种不同的ＬＥD电源其性能和转换效率各不相同，所以选择合适、高效的LED专用电源,才能真正体现LED光源高效特性。因为低效率的LED电源本身就需要消耗大量电能，在配合LED的使用过程中根本就体现不出LED的高效节能特性。而且LED电源也必须是高可靠性电源,才能使ＬEＤ光源系统长寿命。 四、LED的基本特性及使用时的注意事项 １．光电特性： LED在其电流极限参数范围内流过LＥＤ的电流越大,它的发光亮度越高。即LＥＤ的亮度与通过LEＤ的电流成正比。但绿光和蓝光及白光在大电流情况下会出现饱和现象,不仅发光效率大幅降低，而且使用寿命也会缩短。?２．光学特性 LED按颜色分有红、橙、黄、绿、蓝、紫、白等多种颜色。按亮度分有普亮、高亮、超高亮等,同种芯片在不同的封装方式下,它的亮度也不相同。按人的视觉可分为可见光和不可见光。按发光颜色的多少可分为单色、双色、七彩等多种类型。色彩的纯度不同价格相差很大，现行的纯白色LＥD价格特贵。同时发光视角不同，光效亦不同，使用时特需注意。 ３.常见的LED电性能参数 (1)LED正向电压?不同颜色的LED在额定的正向电流条件下,有着各自不同的正向压降值，红、黄色：1.８~２．5V之间，绿色和蓝色:2．7～4．0V之间。对于同种颜色的LED，其正向压降和光强也不是完全一致的。如下表: LED 型号:5 4HCA 发光颜色外观颜色波长λD（nm) 正向电压Ｖ F 亮度Iv(mcd) 稳压二极管的选择及常见问题 2014-09-2317:47 来源：电子信息网作者：铃铛 稳压二极管是一种具有很高电阻的半导体器件。它在反向击穿区工作，并且只要保持其在固定的电流范围之内，就不会发生损坏的情况。在稳压二极管受到反向电压的击穿之后，其反向电流在较宽的范围内产生变化，而稳压二极管两端的电压则保持不变，这就是稳压二极管名字的由来。 稳压管二极管的主要参数如下： 稳定电压UZ：稳定电压是稳压管正常工作时的反向击穿电压。 稳定电流IZ：稳定电流是指稳压管工作在稳定电压时的参考电流。 最大稳定电流IZM：稳压管在反向工作时稳压电流的最大稳定电流。 最大允许耗散功率PZM：是指稳压管的PN 结不至于由于结温过高而损坏的最大功率。 图1 稳压管稳压电路 稳压二极管经常被作为稳压电压，在负载变化不大的场合进行使用。由于负载和稳压管并联，又称为并联稳压电源。稳压管在实际工作时要和电阻相配合使用，其电路如图1 所示。其中R 为限流电阻，使得稳压管的稳定电流在一定范围内，另外也起到电压的调节作用。 选择稳压管 稳压二极管的选择，一般按照如下方法来计算取值范围： 初学者需要注意的几点 不要把稳压二极管特性想得太美好：当UW=7V，曲线还凑合，换个低压的，例如3V的，那实际曲线真是够“柔美”的，1.5V电压时就有很大电流了，直到IZ增加到数十mA，UZ 才懒洋洋地达到标称值，简直就是个抛物线。 关于稳压二极管的保护 第一点，世间万事皆有代价，这里的代价就是漏电流IR(“截止”状态下的IZ)：IR>0。 第二点，第二点，不懂世间万事皆须留有余地，这里的余地就是确保“截止”的电压余量UM：UM=UZ-UW>0(IR→很小)。 第三点，第三点，不懂世间万事皆有弹性(让步)，这里的弹性就是导通状态下UW随着IZ增加的增量UP：UP=UW-UZ>0(IR→很大)。而且即使留了余地，付出了代价，仍然要做让步。要减小IR，就要提高ΔU，也就是选高UZ的管子，但这样又会降低保护的“力度”。不明白齐纳管动态内阻dV/dI>0，即UZ会随IZ增加。关于齐纳管的反应是比较迟钝的问题，UW变化了，IZ并不会立即跟着变，而是有延迟。而且有结电容，而且结电容有时还相当大。按书上的电路图，把齐纳管接到运放反馈臂上做限幅，还为自己能灵活运用运放的负反馈技术而沾沾自喜。但输入个几MHz的方波后，发现输出全不是那么回事。 那么基于上面的这几条需要注意的问题，能够总结出一些关于稳压二极管的选择经验。 要尽量不使用低压稳压二极管。在为稳压二极管作保护时，要选择一个合理的UZ，UWMAX ＋UM＜UZ＜UFMIN-UP。其中UWMAX是被保护电路最高工作电压，UWMAX 稳压二极管的限流电阻的测试方法 稳压二极管，英文名称Zener diode，又叫齐纳二极管。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。 稳压二极管起电压调节作用，当负载电流减少时，限流电阻两端电压降便下降，输出电压上升，即相对地加大稳压二极管的反向电压，稳压电流IZ上升，使IRS亦上升，限流电阻RS的管压降便上升，输出电压下降，结果输出电压保持不变。缺点是不能获得较大输出电流。 电压调节百份比：%V.R 电压的稳定程度，比数愈低愈好，当直流电压输入VS或负载电流IL变动,其输出Vo可以保持在一定范围内不变。 VNL：无负载时的电压输出VFL：满载时的电压输出 例:如上图的稳压器，在没有负载时其输出电压为7.5V，而在额定电流输出时，其输出电压为7.4V，求此稳压器的电压稳定度。 限流电阻的计算： 限流电阻(RS) ： （1）提供VZ之工作电流。 （2）保护VZ不受过流损坏。 两个极端情况： 1. （输入电压VS） VS = VS(Min)，IL = IL(Max) （IL为负载的工作电流） 当VS= VS(Max)，IL= IL(Min)时， RS = RS(最小值)， IZ(Max) = 最大工作电流 稳压二极管的工作条件： 稳压二极管工作时需要保持一个最小稳定电流Izmin，当低于这个最小稳定电流时稳压二极管是不会工作的见附图，为了保证这个基本电流，限流电阻应按照附图下方的公式来设计。 例1:如输入电压的变化为15V ~ 18V，负载电流变化为5mA ~ 15mA，而稳压二极管的稳压值VZ = 12V，稳压电流IZ(Min)= 0.25mA，IZ(Max) = 50mA，求限流电阻RS的数值。 解：VS(Max) = 18V，VS(Min) = 15V，IZ(Min) = 0.25mA，IZ (Max) = 50mA RS = 100Ω或200Ω 2. VS = V S(Max)，IL = I L(Min) V RS = V S - V Z I S = I L + I Z 当V S = V S(Min)，IL = I L(Max)时， 稳压二极管的主要参数 1.Vz—稳定电压。 指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。 2.IzT—稳定电流。 指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。 3.rzJ—动态电阻。 指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。 4.Pz—额定功耗。 由芯片允许温升决定，其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm 的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V，Izm为20mA，则该管的Pz为60mWo 5.Ctv—电压温度系数。 是说明稳定电压值受温度影响的参数。例如2CW58稳压管的Ctv 是+0.07%/°C，即温度每升高1°C，其稳压值将升高0.07%。 6.IR—反向漏电流。 指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58 稳压管的VR=1V时，IR=O.1uA;在VR=6V时，IR=10uA。对于稳压二极管来说，稳压二极管的反相就是二极管的正向，即稳压二极管正端接正，负端接负，这样的话与稳压二极管的用法的接法相反，不起稳压作用。 稳压二极管接法 稳压二极管电路限流电阻的选取 R太大，则Ir很小，当Il增大时，稳压管的电流可能减小到临界值以下，失去稳压作用； R太小，则Ir很大，当Rl很大或开路时，Ir都流向稳压管，可能超过其允许定额而造成损坏。 公式： (Uimin-Uz)/(Izmin+Ilmax) > R > (Uimax-Uz)/(Izmax+Ilmin) 当两者不能同时满足时，说明在给定条件下已超出稳压管的工作范围，需限制输入电压Ui或负载电流Il的变化范围，或选用更大容量的稳压管。 Izmax：稳压管允许的最大工作电流 Uzmax：电网电压最高时的整流输出电压 Ilmax：负载电流的最大值 简化计算[5] LED与限流电阻 PT4107 很多时候电路中都用LED做指示，这就涉及到限流电阻，这个怎么选取呢？ 可以举个例子,贴片蓝色LED datasheet上参数如下 要注意理解LED Datasheet上的参数。最重要的三个参数如下： VF——正向电压。这个正向电压是在IF=20mA的情况下取的，而VF的取值范围为（2.8，3.5）。 我们可以从正向电流和正向电压的关系曲线图中，根据所需要的的电流，而得知此IF下的正向压降，从而可以算出限流电阻的大小。 IF——正向电流。这个电流是不是任意选取呢？显然不可能，我们注意到LED参数中有一个DC Forward Current="30mA"这个参数，这个30mA是在最大额定值的情况下的值，显然我们平时使用时，不能让LED在、一直工作在最大额定值。所以IF≤30mA。再根据下图可 以知道，电流大，LED发光强，但消耗的功率大。电流小，LED发光小，消耗的功率小。通常电路用LED是做指示用途，电路的总体功耗要控制，不能都消耗在指示灯上J 当然还要考虑电源的功率要满足后面电路功耗的要求，并且最好要有富裕。所以这个LED的正向电流我们选取20mA，正向压降为3.3V Peak Forward Current——最大电流峰值，只是指允许通过二极管的最大正向脉冲电流。发光二极管极限电流。（这是一个脉冲值，占空比1/10，0.1ms）。这不是说LED正向电流可以取这个值，这是一个极限电流，当超过这个极限时，LED可能会烧毁，所以一般电路都要求有限流电阻。 限流电阻可以根据下式计算： 选取IF=20mA，VF=3.3V，电源电压Vcc=5V: 通常取个好一点的值（也就是相近阻值的电阻），R=100Ω。 像LED这样的元件通常网上都找不到相对应的DataSheet，这时候可以根据经验，估算出限流电阻的大小。可以参考下面给出的参数： 参考一： 稳压二极管的检测 (1)正、负电极的判别从外形上看，金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形，负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极，另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管，也可以用万用表判别其极性，测量的方法与普通二极管相同，即用万用表Rx 1k档，将两表笔分别接稳压二 极管的两个电极，测岀一个结果后，再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中，阻值较小那一次，黑表 笔接的是稳压二极管的正极，红表笔接的是稳压二极管的负极。 若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为无穷大，则说明该二极管已击穿或开路损坏。 (2 )稳压值的测量用0?30V 连续可调直流电源，对于13V以下的稳压二极管，可将稳压电源的输出电压调至15V，将电源正极串接1只1.5k Q限流电阻后与被测稳压二极管的负极相连接，电源负极与稳压二极管的正极相接，再用万用表测量稳压二极管两端的电压值，所测的读数即为稳压二极管的稳压值。若 稳压二极管的稳压值高于 15V，则应将稳压电源调至 20V以上。 也可用低于1000V的兆欧表为稳压二极管提供测试电源。其方法是：将兆欧表正端与稳压二极管的负极 相接，兆欧表的负端与稳压二极管的正极相接后，按规定匀速摇动兆欧表手柄，同时用万用表监测稳压二 极管两端电压值(万用表的电压档应视稳定电压值的大小而定)，待万用表的指示电压指示稳定时，此电 压值便是稳压二极管的稳定电压值。 若测量稳压二极管的稳定电压值忽高忽低，则说明该二极管的性不稳定。 稳压管常用在整流滤波电路之后，用于稳定直流输岀电压的小功率电源设备中 O- 十 Vi E 2诲压二根萱的離型应用电焉 如图2所示，由R、Dz组成的就是稳压电路，稳压管在电路中稳定电压的原理如下: % _I 只要R参数选得适当，就可以基本上抵消Vi的升高值，因而使 Vo基本保持不变。 可见，在这种稳压电路中，起自动调节作用的主要是稳压二极管Dz，当输岀电压有较小的变化时，将引起稳压二极管电流Iz的较大变化，通过限流电阻 R的补偿作用，保持输出电压 Vo基本不变。LED限流电阻大小计算
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