硅稳压二极管稳压电路精选PPT.ppt
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1、关于硅稳压二极管稳压电路第1页,讲稿共37张,创作于星期二16.2 16.2 硅稳压二极管稳压电路硅稳压二极管稳压电路16.2.1 16.2.1 硅稳压二极管稳压电路的原理硅稳压二极管稳压电路的原理16.2.2 16.2.2 稳压电阻的计算稳压电阻的计算16.2.3 16.2.3 基准源基准源第2页,讲稿共37张,创作于星期二16.2.1 16.2.1 硅稳压二极管稳压电路的原理硅稳压二极管稳压电路的原理硅稳压二极管稳压电路的电路图如硅稳压二极管稳压电路的电路图如图图16.0216.02所示。所示。它它是是利利用用稳稳压压二二极极管管的的反反向向击击穿穿特特性性稳稳压压的的,由由于于反反向向特
2、特性性陡陡直直,较较大大的的电电流流变变化化,只只会会引引起起较较小小的电压变化。的电压变化。图16.02 硅稳压二极管稳压电路第3页,讲稿共37张,创作于星期二(1)(1)当输入电压变化时如何稳压当输入电压变化时如何稳压根据电路图可知根据电路图可知 输输入入电电压压VI的的增增加加,必必然然引引起起VO的的增增加加,即即VZ增增加加,从从而而使使IZ增增加加,IR增增加加,使使VR增增加加,从从而而使使输输出出电电压压VO减减小小。这一稳压过程可概括如下:这一稳压过程可概括如下:这这里里VO减减小小应应理理解解为为由由于于输输入入电电压压VI的的增增加加,在在稳稳压压二二极极管管的的调调节节
3、下下,使使VO的的增增加加没没有有那那么么大大而而已已。VO还还是是要要增增加一点的,这是一个有差调节系统。加一点的,这是一个有差调节系统。VIVOVZIZIRVRVO图16.02 硅稳压二极管稳压电路第4页,讲稿共37张,创作于星期二(2)(2)当负载电流变化时如何稳压当负载电流变化时如何稳压 负负载载电电流流IL的的增增加加,必必然然引引起起IR的的增增加加,即即VR增增加加,从从而而使使VZ=VO减减小小,IZ减减小小。IZ的的减减小小必必然然使使IR减减小小,VR减减小小,从而使输出电压从而使输出电压VO增加。这一稳压过程可概括如下:增加。这一稳压过程可概括如下:ILIRVRVZ(VO
4、)IZIRVRVO第5页,讲稿共37张,创作于星期二16.2.216.2.2稳压电阻的计算稳压电阻的计算稳压二极管的动态电阻越小,稳压电阻R越大,稳压性能越好。稳压电阻稳压电阻 R 的作用的作用将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化,从而起到调节作用,同时R也是限流电阻。显然R 的数值越大,较小IZ的变化就可引起足够大的VR变化,就可达到足够的稳压效果。但R 的数值越大,就需要较大的输入电压VI值,损耗就要加大。稳稳压压二二极极管管稳稳压压电电路路的的稳稳压压性性能能与与稳稳压压二二极极管管击击穿穿特特性性的的动动态态电电阻阻有有关关,与稳压电阻与稳压电阻R 的阻值的阻值大小大小有关。有关。第
5、6页,讲稿共37张,创作于星期二稳压电阻的计算如下稳压电阻的计算如下 当当输输入入电电压压最最小小,负负载载电电流流最最大大时时,流流过过稳稳压压二二极极管管的的电电流流最最小小。此此时时I IZ Z不不应应小小于于I IZminZmin,由由此此可可计计算算出出稳稳压压电电阻阻的的最最大大值值,实实际际选选用用的的稳稳压压电电阻阻应应小小于于最最大大值值。即即 当当输输入入电电压压最最大大,负负载载电电流流最最小小时时,流流过过稳稳压压二二极极管管的的电电流流最最大大。此此时时I IZ Z不不应应超超过过I IZmaxZmax,由由此此可可计计算算出出稳压电阻的最小值稳压电阻的最小值。即。即
6、(1)(1)(2)(2)稳压二极管在使用时稳压二极管在使用时一定要串入限流电阻,不一定要串入限流电阻,不能使它的功耗超过规定值,能使它的功耗超过规定值,否则会造成损坏!否则会造成损坏!第7页,讲稿共37张,创作于星期二16.2.3 16.2.3 基准源基准源基准源基准源 一般是指击穿电压十分稳定,电压温度系数经过补偿了的稳压二极管。也称为参考源这种稳压二极管采用一种埋层工艺,稳压性能优良,有的还加有温度控制电路,使其温度系数可小到几个10-6/。型号 稳定电压(V)工作电流(mA)电压温度系数(10-6/)MC1403 2.51 1.2 10100 .LM136/236/336 2.5 10
7、30 5.0 10 30 .TL431 2.536 0.4100 50 .LM3999 6.955 10 5 .AD2710K/L 10.0001mV 10 2/1 .MAX676 4.0960.01 5 1 677 5.0000.01 5 1 678 10.0000.01 5 1 .典典型型的的基基准准源源第8页,讲稿共37张,创作于星期二16.3 线性串联型稳压电源线性串联型稳压电源 稳稳压压二二极极管管的的缺缺点点是是工工作作电电流流较较小小,稳稳定定电电压压值值不不能能连连续续调调节节。线线性性串串联联型型稳稳压压电电源源的的工工作作电电流流较较大大,输输出出电电压压一一般般可可连连续
8、续调调节节,稳稳压压性性能能优优越越。目目前前这这种种稳稳压压电电源源已已经经制制成成单单片片集集成成电电路路,广广泛泛应应用用在在各各种种电电子子仪仪器器和和电电子子电电路路之之中中。线线性性串串联联型型稳稳压压电电源源的的缺缺点点是是损损耗耗较较大大,效效率率低。低。16.3.1 线性串联型稳压电路的工作原理16.3.2 稳压电路的保护环节16.3.3 三端集成稳压器第9页,讲稿共37张,创作于星期二16.3.1 16.3.1 线性串联型稳压电路的工作原理线性串联型稳压电路的工作原理(1)(1)线性串联型稳压电源的构成线性串联型稳压电源的构成线性串联稳压电源的工作原理可用图线性串联稳压电源
9、的工作原理可用图16.0316.03来说明。来说明。显显然然,VO=VI-VR,当当VI增增加加时时,R 受受控控制制而而增增加加,使使VR增增加加,从从而而在在一一定定程程度度上上抵抵消消了了VI增增加加对对输输出出电电压压的的影影响响。若若负负载载电电流流IL增增加加,R受受控控制制而而减减小小,使使VR减减小小,从从而而在在一一定定程程度度上上抵抵消消了了因因IL增增加加,使使VI减减小小,对对输输出出电电压压减减小小的的影响。影响。图16.03 串联稳压电源 图16.03 串联稳压电源 示意图第10页,讲稿共37张,创作于星期二 在在实实际际电电路路中中,可可变变电电阻阻R R是是用用
10、一一个个三三极极管管来来替替代代的的,控控制制基基极极电电位位,从从而而就就控控制制了了三三极极管管的的管管压压降降VCE,VCE相相当当于于VR。要要想想输输出出电电压压稳稳定定,必必须须按按电电压压负负反反馈馈电电路路的的模模式式来来构构成成串串联联型型稳稳压压电电路路。典典型型的的串串联联型型稳稳压压电电路路如如图图 16.04 16.04 所所示示。它它由由调调整整管管、放放大大环环节节、比比较较环环节节、基基准准电电压源压源几个部分组成。几个部分组成。图16.04 串联型稳压电路方框图第11页,讲稿共37张,创作于星期二(2)(2)线性串联型稳压电源的工作原理线性串联型稳压电源的工作
11、原理 根根据据图图16.0416.04分分两两种情况种情况来加以讨论。来加以讨论。1 1输入电压变化,输入电压变化,负载电流保持不变负载电流保持不变 输输入入电电压压VI的的增增加加,必必然然会会使使输输出出电电压压VO有有所所增增加加,输输出出电电压压经经过过取取样样电电路路取取出出一一部部分分信信号号Vf与与基基准准源源电电压压VREF比比较较,获获得得误误差差信信号号V。误误差差信信号号经经放放大大后后,用用VO1去去控控制制调调整整管管的的管管压压降降VCE增增加加,从从而而抵抵消消输输入入电电压压增增加的影响。加的影响。VIVOVfVO1VCEVO第12页,讲稿共37张,创作于星期二
12、(动画16-2)2 2负载电流变化,输入电压保持不变负载电流变化,输入电压保持不变 负负载载电电流流IL的的增增加加,必必然然会会使使输输入入电电压压VI有有所所减减小小,输输出出电电压压VO必必然然有有所所下下降降,经经过过取取样样电电路路取取出出一一部部分分信信号号Vf与与基基准准源源电电压压VREF比比较较,获获得得的的误误差差信信号号使使VO1增增加加,从从而而使使调调整整管管的的管管压压降降VCE下下降降,从从而而抵抵消消因因IL增增加,使输入电压减小的影响。加,使输入电压减小的影响。ILVIVOVfVO1VCEVO3.3.输出电压调节范围的计算输出电压调节范围的计算根据图根据图16
13、.0416.04可知可知VfVREF调节调节R2显然可以改变输出电压。显然可以改变输出电压。(动画16-1)第13页,讲稿共37张,创作于星期二16.3.2 稳压电路的保护环节 串串联联型型稳稳压压电电源源的的内内阻阻很很小小,如如果果输输出出端端短短路路,则则输输出出短短路路电电流流很很大大。同同时时输输入入电电压压将将全全部部降降落落在在调调整整管管上上,使使调调整整管管的的功功耗耗大大大大增增加加,调调整整管管将将因因过过损损耗耗发发热热而而损损坏坏,为为此此必必须须对对稳稳压压电电源源的的短短路路进进行行保保护护。过载也会造成损坏。过载也会造成损坏。保护的方法保护的方法反馈保护型反馈保
14、护型温度保护型温度保护型截流型截流型限流型限流型 利用集成电路制造工艺,在调整管旁制作PN结温度传感器。当温度超标时,启动保护电路工作,工作原理与反馈保护型相同。第14页,讲稿共37张,创作于星期二截流型截流型限流型限流型 当发生短路时,通过保护电路使调整管截止,从而限制了短路电流,使之接近为零。截流特性见图16.05。是当发生短路时,通过电路中取样电阻的反馈作用,输出电流得以限制。限流特性见图16.06。图16.05 截流型特性 图16.06 限流型特性第15页,讲稿共37张,创作于星期二16.3.3 16.3.3 三端集成稳压器三端集成稳压器(1)(1)概述概述 将将串串联联稳稳压压电电源
15、源和和保保护护电电路路集集成成在在一一起起就就是是集集成成稳稳压压器器。早早期期的的集集成成稳稳压压器器外外引引线线较较多多,现现在在的的集集成成稳稳压压器器只只有有三三个个:输输入入端端、输输出出端端和和公公共共端端,称称为为三三端端集集成成稳稳压压器器。它它的的电电路路符符号号见见图图16.0716.07,外形如图,外形如图16.0816.08所示。所示。图16.07 集成稳压器符号 要要特特别别注注意意,不不同同型型号号,不不同同封封装装的的集集成成稳稳压压器器,它它们们三三个个电电极极的的位位置置是是不不同同的的,要查手册确定。要查手册确定。图图16.08 16.08 外形图外形图 照
16、片第16页,讲稿共37张,创作于星期二2.外形及外形及引脚功能引脚功能W7800系列稳压器外形系列稳压器外形1 输入端输入端3 公共端公共端2 输出端输出端W7900系列稳压器外形系列稳压器外形1 公共端公共端3 输入端输入端2 输出端输出端塑料封装塑料封装TO-220第17页,讲稿共37张,创作于星期二 (2)(2)线性三端集成稳压器的分类线性三端集成稳压器的分类三端集成稳压器有如下几种:三端集成稳压器有如下几种:1.1.固定正输出集成稳压器,固定正输出集成稳压器,国标型号国标型号为为CW78-/CW78M-/CW78L-CW78-/CW78M-/CW78L-2.2.固定负输出集成稳压器,固
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