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穩壓管穩壓電路及其原理解析

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-10-30 22:05 ? 次閱讀

一、電路組成

穩壓二極管 Dz 和限流電阻 R 所組成的穩壓電路是一種最簡單的直流穩壓電源。從該穩壓管穩壓電路可以得到兩個基本關系式:


Ui=Ur+Uo

Ir=Idz+IL

在穩壓管穩壓電路中,只要能是穩壓管始終工作在穩壓區,即保證穩壓管的電流:Iz《Idz《Izm,輸出電壓 Uo 就基本穩定。

二、穩壓原理

對于任何穩壓電路都應該從兩方面考察其穩壓特性:

1、電網電壓波動

2、負載變化

1、電網電壓波動

當電網電壓升高時,穩壓電路的輸入電壓 Ui 隨之增大,輸出電壓 Uo 也隨之按比例增大,由于 Uo=Uz,根據穩壓管的伏安特性,Uz 的增大將使 Idz 急劇增大,Ir 必然隨之 Idz 急劇增大,Ur 會同時隨著 Ir 而急劇增大,,而 Ur 增大必將會使輸出電壓 Uo 減少。因此,只要參數選擇合適,R 上的電壓增量就可以與 Ui 的增量近似相等,從而使 Uo 基本不變。簡單描述如下:

當電網電壓下降時,各電量的變化與上述過程相反。

可見,當電網電壓變化時,穩壓電路通過限流電阻 R 上電壓的變化來抵消 Ui 的變化,即ΔUr≈ΔUi,從而使 Uo 不變。

2、負載變化

當負載電阻 RL 減少即負載電流 IL 增大時,Ir 增大,Ur 也隨之增大,Uo 必然下降,即 Uz 下降,根據穩壓管的伏安特性,Uz 的下降使 Idz 急劇減小,從而 Ir 隨之急劇減小,從而 Ir 隨之急劇減小。如果參數選擇恰當,可使ΔIdz≈-ΔIL,使 Ir 基本不變,從而 Uo 也就基本不變。簡單描述如下:

顯然,在電路中只要使ΔIz≈-ΔIL,就可以使 Ir 基本不變,從而保證 Uo 基本不變。

綜上所述,在穩壓二極管所組成的穩壓電路中,利用穩壓管所起的電流調節作用,通過限流電阻 R 上電壓或電流的變化進行補償來達到穩壓目的。限流電阻 R 既限制穩壓管中的電流使其正常工作,又與穩壓管相配合以達到穩壓的目的。

審核編輯 黃昊宇

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