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        《電子技術應用》
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        幾種穩壓電路的總結解析

        2019-12-03
        來源:21ic中國電子網

        穩壓電路的作用是穩定電源電路的輸出電壓。由于種種原因,交流電網的供電電壓往往是不穩定的,因此整流濾波電路輸出的直流電壓也就會不穩定。另一方面,由于整流濾波電路必然存在內阻,當負載電流發生變化時,輸出電壓也會受到影響而發生變化。為了得到穩定的直流電壓,必須在整流濾波電路之后采用穩壓電路。

        一、什么是穩壓二極管

        1、穩壓管簡介

        穩壓管二極管的一種,它比較特殊,基本結構與普通二極管一樣,也有一個PN結。由于制造工藝的不同,當這種PN結處于反向擊穿狀態時,PN結不會損壞(普通二極管的PN結是會損壞),在穩壓二極管用來穩定電壓時就是利用它的這一擊穿特性。一般二極管反向電壓超過其反向耐壓值時會被擊穿而損壞,但是穩壓二極管在承受反向電壓達到穩壓值時,反向電流急劇增大。只要反向電流值不超過允許的最大電流,就可以正常工作,它的反向伏安特性曲線較陡、線性度很好。

        2、穩壓管工作原理

        如下圖是穩壓二極管伏安特性曲線圖,當電壓大達到穩壓值Uz時,曲線很陡,說明流過穩壓二極管的電流在大小變化時,穩壓二極管兩端的電壓大小基本不變,也就是說在在一定電壓范圍內,隨著流過穩壓二極管的電流變化,穩壓二極管兩端電壓大小基本保持不變,這就是穩壓二極管的工作原理,它利用的是它的反向工作特性。

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        二、穩壓二極管應用

        穩壓二極管由于具有穩壓作用,因此在很多電路當中均有應用,廣泛用在穩壓電源、電子點火器、直流電平平移、限幅電路、過壓保護電路、補償電路等當中。

        1、穩壓電路

        2.過壓保護

        3.溫度補償

        4.限幅電路

        三,不同類型的穩壓電路

        1.簡單穩壓電路

        半導體穩壓二極管在反向擊穿狀態下,具有雖然電流在較大范圍內變化,但其兩端電壓卻基本不變的特性。利用穩壓二極管的這一特性,可以組成簡單穩壓電路。電路如圖所示,穩壓二極管VD與負載電阻RL并聯,VD上電壓即是輸出電壓U0,R1為限流電阻。穩壓二極管工作于反向擊穿狀態,其反向擊穿電壓即是穩定電壓U2,如圖5-85伏安特性曲線所示,在UZ處,電流在較大范圍變化時,電壓基本不變。

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        簡單的穩壓電路圖

        簡易可調穩壓電源采用三端可調穩壓集成電路LM317,使電壓可調范圍在1.5~25V,最大負載電流1.5A。

        電路工作原理:220V交流電經變壓器T降壓后,得到24V交流電;再經VD1~VD4組成的全橋整流、C1濾波,得到33V左右的直流電壓。該電壓經集成電路LM317后獲得穩壓輸出。調節電位器RP,即可連續調節輸出電壓。圖中C2用以消除寄生振蕩,C3的作用是抑制波紋,C4用以改善穩壓電源的暫態響應。VD5、VD6在當輸出端電容漏電或調整端短路時起保護作用。LED為穩壓電源的工作指示燈,電阻R1是限流電阻。輸出端安裝微型電壓表PV,可以直觀地指示輸出電壓值。

        簡單的穩壓管穩壓電路

        由限流電阻R1和穩壓管D1組成。Ui是輸入電壓;Uo是輸出電壓,即穩壓管兩端的電壓Vz(電路是并聯)。本例電路既可以作為基準電壓源,也可以單獨作為輸出電壓固定、負載電流較小的穩壓電路中使用,實用性較強。

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        其穩壓原理如下:

        當負載電阻不變,輸入電壓Ui增大(或者輸入電壓不變,負載電阻RL增加)時,輸出電壓Uo將上升,使穩壓管D1的反向電壓會略有增加,隨之流過穩壓管D1的電流增加,于是流過電阻R1的電流將增加,限流電阻R1上的壓降將變大,使得Ui增量的大部分壓降在R1上被消耗,從而使輸出電壓Uo基本維持不變。

        反之,當負載電阻不變,輸入電壓Ui下降(或者輸入電壓不變,負載電阻RL減小)時,輸出電壓Uo將下降,使穩壓管D1的反向電壓也隨之下降,流過穩壓管D1的反向電流也略微下降,于是,流過電阻R1的電流將減少,限流電阻R1上的壓降將變小,這樣Uo的電壓又會上升,這樣穩定后,電壓Uo還是基本維持不變。

        總結:不管是變化量增加還是減少。都會造成限流電阻R壓降的變化,從而維持輸出的穩定。

        2.串聯型的穩壓電路

        串聯型穩壓電路如圖所示,晶體管VT為自動調整元件,由于調整元件串聯在負載回路中,因此稱為串聯型穩壓電路。VD為穩壓二極管,為調整管VT提供穩定的基極電壓。R1為穩壓二極管的限流電阻,RL為負載電阻。Ui為輸入電壓,U0為輸出電壓,IC為輸出電流。

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        穩壓管的選取原則:

        1、穩壓管能夠穩壓的最大電流Izmax應大于負載電流最大值ILmax的1.5到3倍。

        2、穩壓電路的輸入電壓Ui》Uo,一般選取2到3倍的Uo。輸入電壓不能太大,否則容易燒掉限流電阻和穩壓管。

        今天的分享就到這里啦,歡迎各位查閱~


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