穩(wěn)壓電路的作用是穩(wěn)定電源電路的輸出電壓,。由于種種原因,,交流電網(wǎng)的供電電壓往往是不穩(wěn)定的,因此整流濾波電路輸出的直流電壓也就會(huì)不穩(wěn)定,。另一方面,,由于整流濾波電路必然存在內(nèi)阻,當(dāng)負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí),,輸出電壓也會(huì)受到影響而發(fā)生變化,。為了得到穩(wěn)定的直流電壓,必須在整流濾波電路之后采用穩(wěn)壓電路,。
一,、什么是穩(wěn)壓二極管
1、穩(wěn)壓管簡介
穩(wěn)壓管二極管的一種,,它比較特殊,,基本結(jié)構(gòu)與普通二極管一樣,也有一個(gè)PN結(jié),。由于制造工藝的不同,,當(dāng)這種PN結(jié)處于反向擊穿狀態(tài)時(shí),PN結(jié)不會(huì)損壞(普通二極管的PN結(jié)是會(huì)損壞),,在穩(wěn)壓二極管用來穩(wěn)定電壓時(shí)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(shí)會(huì)被擊穿而損壞,但是穩(wěn)壓二極管在承受反向電壓達(dá)到穩(wěn)壓值時(shí),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(wěn)壓管工作原理
如下圖是穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線圖,,當(dāng)電壓大達(dá)到穩(wěn)壓值Uz時(shí),曲線很陡,,說明流過穩(wěn)壓二極管的電流在大小變化時(shí),,穩(wěn)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(nèi),,隨著流過穩(wěn)壓二極管的電流變化,,穩(wěn)壓二極管兩端電壓大小基本保持不變,這就是穩(wěn)壓二極管的工作原理,,它利用的是它的反向工作特性,。
二、穩(wěn)壓二極管應(yīng)用
穩(wěn)壓二極管由于具有穩(wěn)壓作用,,因此在很多電路當(dāng)中均有應(yīng)用,,廣泛用在穩(wěn)壓電源、電子點(diǎn)火器,、直流電平平移,、限幅電路、過壓保護(hù)電路,、補(bǔ)償電路等當(dāng)中,。
1、穩(wěn)壓電路
2.過壓保護(hù)
3.溫度補(bǔ)償
4.限幅電路
三,,不同類型的穩(wěn)壓電路
1.簡單穩(wěn)壓電路
半導(dǎo)體穩(wěn)壓二極管在反向擊穿狀態(tài)下,,具有雖然電流在較大范圍內(nèi)變化,但其兩端電壓卻基本不變的特性,。利用穩(wěn)壓二極管的這一特性,,可以組成簡單穩(wěn)壓電路。電路如圖所示,,穩(wěn)壓二極管VD與負(fù)載電阻RL并聯(lián),,VD上電壓即是輸出電壓U0,R1為限流電阻,。穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿狀態(tài),,其反向擊穿電壓即是穩(wěn)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(shí),電壓基本不變,。
簡單的穩(wěn)壓電路圖
簡易可調(diào)穩(wěn)壓電源采用三端可調(diào)穩(wěn)壓集成電路LM317,,使電壓可調(diào)范圍在1.5~25V,最大負(fù)載電流1.5A,。
電路工作原理:220V交流電經(jīng)變壓器T降壓后,,得到24V交流電;再經(jīng)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(jīng)集成電路LM317后獲得穩(wěn)壓輸出,。調(diào)節(jié)電位器RP,即可連續(xù)調(diào)節(jié)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(wěn)壓電源的暫態(tài)響應(yīng),。VD5,、VD6在當(dāng)輸出端電容漏電或調(diào)整端短路時(shí)起保護(hù)作用。LED為穩(wěn)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(wěn)壓管穩(wěn)壓電路
由限流電阻R1和穩(wěn)壓管D1組成。Ui是輸入電壓;Uo是輸出電壓,,即穩(wěn)壓管兩端的電壓Vz(電路是并聯(lián)),。本例電路既可以作為基準(zhǔn)電壓源,也可以單獨(dú)作為輸出電壓固定,、負(fù)載電流較小的穩(wěn)壓電路中使用,,實(shí)用性較強(qiáng)。
其穩(wěn)壓原理如下:
當(dāng)負(fù)載電阻不變,,輸入電壓Ui增大(或者輸入電壓不變,,負(fù)載電阻RL增加)時(shí),輸出電壓Uo將上升,,使穩(wěn)壓管D1的反向電壓會(huì)略有增加,,隨之流過穩(wěn)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(dāng)負(fù)載電阻不變,輸入電壓Ui下降(或者輸入電壓不變,,負(fù)載電阻RL減小)時(shí),,輸出電壓Uo將下降,使穩(wěn)壓管D1的反向電壓也隨之下降,,流過穩(wěn)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(huì)上升,,這樣穩(wěn)定后,電壓Uo還是基本維持不變,。
總結(jié):不管是變化量增加還是減少,。都會(huì)造成限流電阻R壓降的變化,從而維持輸出的穩(wěn)定,。
2.串聯(lián)型的穩(wěn)壓電路
串聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖所示,,晶體管VT為自動(dòng)調(diào)整元件,由于調(diào)整元件串聯(lián)在負(fù)載回路中,,因此稱為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路,。VD為穩(wěn)壓二極管,為調(diào)整管VT提供穩(wěn)定的基極電壓,。R1為穩(wěn)壓二極管的限流電阻,,RL為負(fù)載電阻。Ui為輸入電壓,,U0為輸出電壓,,IC為輸出電流。
穩(wěn)壓管的選取原則:
1,、穩(wěn)壓管能夠穩(wěn)壓的最大電流Izmax應(yīng)大于負(fù)載電流最大值ILmax的1.5到3倍,。
2、穩(wěn)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(wěn)壓管,。
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