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稳压二极管的工作原理及应用电路

发布时间:2019-04-12 责任编辑:lina

【导读】理解稳压二极管的工作原理,需要从了解二极管的反向特性开始。所有的晶体二极管,其基本特性是单向导通。也就是说,正向加压导通,反向加压不通。这里有个条件就是反向加压不超过管子的反向耐压值。
 
理解稳压二极管的工作原理,需要从了解二极管的反向特性开始。所有的晶体二极管,其基本特性是单向导通。也就是说,正向加压导通,反向加压不通。这里有个条件就是反向加压不超过管子的反向耐压值。那么超过耐压值后是什么结果呢?一个简单的答案就是管子烧毁。但这不是全部答案。试验发现,只要限制反向电流值(例如,在管子与电源之间串联一个电阻),管子虽然被击穿却不会烧毁。而且还发现,管子反向击穿后,电流从大往小变,电压只有很微小的下降,一直降到某个电流值后电压才随电流的下降急剧下降。正是利用了这个特性人们才造出了稳压二极管。使用稳压二极管的关键是设计好它的电流值。
 
稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变。 这样,当把稳压管接入电路以后,若由于电源电压发生波动,或其它原因造成电路中各点电压变动时,负载两端的电压将基本保持不变。
 
稳压二极管的工作原理及应用电路
 
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;反过来着,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。
 
稳压二极管的工作原理及应用电路
 
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。
 
稳压二极管的工作原理及应用电路
 
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,然后串联一办或几只硅二极管“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:
 
稳压二极管的工作原理及应用电路
 
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。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。
 
稳压二极管的工作原理及应用电路
 
这个电路是怎样进行稳压的呢?
 
若电网电压升高,整流电路的输出电压Usr也随之升高,引起负载电压Usc 升高。由于稳压管DW与负载Rfz并联,Usc 只要有根少一点增长,就会使流过稳压管的电流急剧增加,使得I1也增大,限流电阻R1上的电压降增大,从而抵消了Usr的升高,保持负载电压Usc 基本不变。反之,若电网电压降低,引起Usr下降,造成Usc 也下降,则稳压管中的电流急剧减小,使得I1减小,R1上的压降也减小,从而抵消了Usr的下降,保持负载电压Usc 基本不变。
 
若Usr 不变而负载电流增加,则R1上的压降增加,造成负载电压Usc 下降。Usc 只要下降一点点,稳压管中的电流就迅速减小,使R1上的压降再减小下来,从而保持R1上的压降基本不变,使负载电压Usc 得以稳定。
 
稳压二极管的工作原理及应用电路
 
综上所述可以看出,稳压管起着电流的自动调节作 用,而限流电阻起着电压调整作用。稳压管的动态电阻越小,限流电阻越大,输出电压的稳定性越好。
 
 
 
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