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电子设计教程4:稳压管稳压电路

??良好的电源是所有电路工作的基础。电源质量差的电路就像心脏病患者。 在这里插入图片描述

能为负载提供稳定电源的装置是稳压电源。稳压电源常分为线性稳压电源和开关稳压电源两类。

线性电源和开关电源的区别

??所谓线性电源,对应开关电源。 ??开关电源通过控制设备的开关时间来稳定压力。其优点:体积小、重量轻、功耗小、稳压范围宽、效率高,通常为80%~90%。其缺点:输出纹波电压高,噪音大,电压调节率差,尤其是模拟电路供电时。

??线性电源的稳压器件在线性状态下工作。其优点:稳定性好,瞬态响应速度快,可靠性高,输出电压精度高,输出纹波电压精度低。其缺点:转换效率低,特别是输入输出电压差大。如果输出电流也较大,则会出现明显的发热现象,甚至可能烧坏调整管。

稳压二极管的工作原理

??稳压二极管又称齐纳二极管,简称稳压管。当稳压管反向击穿时,端电压在一定电流范围内几乎保持不变,表现出稳压特性,广泛应用于稳压电源和限幅电路中。 ??其前伏安特性曲线与普通二极管相似。在实际应用中,向接入电路。当稳压管的反向电压值大于特定值时,击穿电流瞬间增加,电压几乎保持不变。这一特定值称为反向击穿电压。对普通二极管而言,反向击穿后二极管失去了单向导电性,可以说是坏了。但二极管的反向击穿是可逆的,当反向电压被去除时,稳压二极管又恢复正常。但如果反向电流过大,稳压管会被热击穿烧坏,这是不可逆转的。 图 稳压管的伏安特性

稳压管的参数

??在规定的电流下,稳压管的反向击穿电压称为稳定电压Uz。这是选择稳压管最关心的参数。例如SMAJ5.稳压管的稳定电压约为5V(严格来说,这种稳压管可以用于5V在工作场景中,其反向击穿电压略大于5V)。稳压管在稳压状态下工作时的参考电流称为稳压电流。如果电流低于一定值,稳压管不能在稳压状态下工作,则最小稳定电流写作Imin;如果电流大于一定值,稳压管就会烧坏,那么最大的稳定电流写作Imax。可以看出,规定电流的大小有一个范围,通过伏安特性曲线稳定电压Uz也是一个范围。 ??稳定电压和最大稳定电流Imax乘积是额定功耗。通常额定电压与器件封装大小有关,例如SMAJ5.0稳压管的封装是SMA,额定功耗为1W。该稳压管的名称包含功耗和稳定电压两个信息,最大稳定电流为200mA。从伏安特性曲线可以看出,只要不超过稳压管的额定功率,电流越大,稳压效果越好。

稳压管作为稳压电源

??将电阻连接到稳压管是一个简单的稳压电路。稳压管的稳定电压与流过稳压管的电流有关,改变电阻值的大小可以改变流过稳压管的电流或微调稳定电压。并联电容可以吸收稳压二极管的齐纳噪声,提高稳压二极管的输出特性。根据欧姆定律,计算稳定电流的公式很容易:

稳压管稳压电路的测量和应用

??如果连接到负载,负载稳压管并联,负载会流过一定的电流,导致流过稳压管的电流变小,进而导致稳压变化。如果负载电阻Rl如果流过负载的电流很小,稳压管甚至无法获得足够的电流来在稳压状态下工作。因此,当负载不确定时,稳压管的稳压效果并不理想。 ??我测量,使用SMAJ5.0稳压管 100Ω限流电阻为5.302V,1K负载时电压为5.296V,100Ω时电压为5.082V。可以看出,负载阻值变小后,输出电压和输出电流变小。这是因为负载与稳压管并联。负载电阻值变小后,需要更多的电流。如果限流电阻中的电流变大,则限流电阻上的压降变大,输出电压变小。根据伏安特性曲线,输出电压变小,稳压电流变小。 ??此外,限流电阻通常有一定的功率要求。如果我们将稳定电流设置为70mA,限流电阻值100Ω;,限流电阻上消耗的功率为0.49W,所以选择足够的电阻。电阻上的功率会以发热的形式浪费。 ??因此,如果稳压管的稳压电路作为电源,只适用于电流小、负载确定、电压精度低的情况。

标签: 16稳压电路

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