17简单稳压电路

1一、复习引入整流、滤波后得到的直流输出电压往往会随交流电压的波动和负载的变化而变化。造成这种直流输出电压不稳定的因素有两个：一是当负载改变时，负载电流将随着改变，由于电源变压器和整流二极管、滤波电容都有一定的等效电阻，因此当负载电流变化时，等效电阻上的压降也变化，即使交流电网电压不变，直流输出电压也会改变；二是电网电压常有一些变化，在正常情况下变化±10%是常见的，当电网电压变化时，即使负载未变，直流输出电压也会改变。当用一个不稳定的电压对负载进行供电时，会引起负载的工作不稳定，甚至不能工作。特别是一些精密仪器、计算机、自动控制设备等都要求有很稳定的直流电源。因此在整流滤波电路后面需要再加一级稳压电路，以获得稳定的直流输出电压。二、新授（一）简单稳压电路的工作原理（1）利用一个硅稳压管VZ和一个限流电阻R即可组成一简单稳压电路。电路如图1所示。图中稳压管VZ与负载电阻RL并联，在并联后与整流滤波电路连接时，要串上一个限流电阻R，由于VZ与RL并联，所以也称并联型稳压电路。2VZ－+UiIRIVZILRLR+Uo－图1硅稳压管稳压电路这里要指出的是：硅稳压管的极性不可接反，一定要使它处于反向工作状态，如果接错，硅稳压管正向导通而造成短路，输出电压Uo也将趋近于零。下面来讨论稳压电路工作原理。（1）如果输入电压Ui不变而负载电阻RL减小，这时负载上电流IL要增加，电阻R上的电流IR=IL+IVZ也有增大的趋势，则UR=IRR也趋于增大，这将引起输出电压U0=UVZ的下降。稳压管的反向伏安特性已经表明，如果IR基本不变，这样输出电压UO=Ui-IRR也就基本稳定下来。当负载电阻RL增大时，IL减小，IVZ增加，保证了IR基本不变，同样稳定了输出电压U0。稳压过程可表示如下()LLRRoVZVZRRoLLRRoRIIUUUIIUURIIUU或（2）如果负载电阻RL保持不变，而电网电压的波动引起输入电压Ui升高时，电路的传输作用使输出电压也就是稳压管两端电压趋于上升。由稳压管反向伏安特性可知，稳压管电流IVZ将显著增加，于是电流IR=IL+IVZ加大，所以电3压UR=IRR升高，即输入电压的增加量基本降落在电阻R上，从而使输出电压U0基本上没有变化，达到了稳定输出电压的目的；同理，电压Ui降低时，也通过类似过程来稳定输出电压U0。稳定过程可表示如下：iVZZRRoiVZZRRoUUIIUUUUIIUU或由此可见，稳压管稳压电路是依靠稳压管的反向特性，即反向击穿电压有微小的变化引起电流较大的变化，通过限流电阻的电压调整，来达到稳压的目的。（2）硅稳压管稳压电路参数的选择1、硅稳压管的选择可根据下列条件初选管子：0maxmax(23)}VZVZLUUII当Ui增加时，会使硅稳压管的IVZ增加，所以电流选择应适当大一些。2、输入电压Ui的确定Ui高，R大，稳定性能好，但损耗大。一般Ui=（2～3）U03、限流电阻R的选择限流电阻R的选择，主要是确定其阻值和功率。（1）阻值的确定：在Ui最小和IL最大时，流过稳压管的电流最小，此时电流不能低于稳压管最小稳定电流。4minmaxminiVZVZLVZUUIIIR即minmaxmaxiVZVZLUURII在Ui最高和IL最小时，流过稳压管的电流最大，此时应保证电流IVZ不大于稳压管最大稳定电流值。maxmxminiVZVZLiVZUUIIIR即maxmaxmxiVZVZLiUURII限流电阻R的阻值应同时满足以上两式。（2）功率的确定22max()(23)(23)iVZRMRUUUPRRPR应适当选择大一些。（3）例1选择图1稳压电路元件参数。要求：U0=10V，IL=0～10mA，Ui波动范围为10%。解（1）选择稳压管03max1022101020VZVZLUUVIImA查手册得2CW7管参数为maxmin910.5,23,5,0.25VZVZVZRMUVImAImAPW符合要求，故选2CW7。（2）确定Ui(23)2.51025ioUUV（3）选择R5maxminmaxmmaxminminmax1.127.50.922.527.51022.510230510761833iiiiiVZiinVZVZLVZLUUVUUVUUUURIIIIRR取R=820Ω。电阻功率22max()(27.510)2.52.50.93820iVZRUUPWR取PR=1W。