第三节硅稳压管稳压电路
稳压电路的主要指标
硅稳压管稳压电路的组成和工作原理
稳压电路的内阻和稳压系数
稳压电路中限流电阻的选择
一、稳压电路的主要指标
1.内阻R O
2.稳压系数S r
定义为：经过整流滤波后输入到稳压电路的直流电压U I 不变时，稳压电路的输出电压变化量ΔU O 与输出电流ΔI O 变化量之比。
常数
=??=
I O
O o U I U R 定义为：当负载不变时，
稳压电路输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比。
常数
常数==???=??=
L L O
I
I O I I O O r //R R U U U U U U U U s
I R
R
U I +-R L I L
U O
+-
I Z
VD Z
二、硅稳压管稳压电路的组成和工作原理
1. 假设稳压电路的输入电压U I 保持不变，
L
R 当L
I R 上的压降
O
U I Z 将急剧减小
I R 也将减小
U O 维持基本稳定
必不可少Z L R I I I +=R
I O U U U +=
2. 假设负载电阻R L 保持不变，
I
U 当Z L R I I I +=R 上的压降增大
O
U I Z 将急剧增加
I R 也将增加U O 维持基本稳定
O
U R
I O U U U +=当电网电压波动或负载电流变化时，
通过调节R 上的压降来保持输出电压基本不变。
I R
R
U I +-R L
I L
U O +-
I Z
VD Z
三. 稳压电路的内阻和稳压系数
1. 内阻R o
R o 定义为：直流输入电压U I 不变时，
输出端的ΔU O 与ΔI O 之比。估算R o 时R L 应开路。
R
+
-
r Z
ΔU I = 0
估算稳压电路R o 的等效电路
O
U ?O
I ?R
r I U R //Z O
O o =??=r Z 为稳压管的动态内阻。
一般情况下满足r Z < r Z 愈小，负载变化时，稳压电路的稳压性能愈好。 2. 稳压系数S r ΔU O =r Z // R L (r Z // R L ) + R ΔU I S r = ≈ΔU O / U O ΔU I / U I U I U O r Z R ·r Z 愈小，R 愈大，则S r 愈小， 即电网电压波动时，稳压电路的稳压性能愈好。 S r 定义为：R L 不变时，稳压电路输出电压与输入电压的相对变化量之比。满足r Z < r Z R ΔU I R +-R L +-r Z ΔU I ΔU o 估算S r 等效电路 四、稳压电路中限流电阻的选择 硅稳压管稳压电路中的限流电阻是很重要的组成元件。限流电阻R 的阻值必须选择恰当， 才能保证稳压电路在电网电压或负载变化时， 很好地实现稳压作用。 I R R U I + - R L I L U O + - I Z VD Z 若限流电阻R的阻值太大， 当I L 增大时，I Z 减小， 稳压管可能失去稳压作用； 若限流电阻R的阻值太小， 当R L 很大或开路时，I Z 增大， 稳压管可能被损坏。 设稳压管允许的最大工作电流为I Zmax ， 最小工作电流为I Zmin ； 电网电压最高时的整流输出电压为U Imax ， 最低时为U Imin ; 负载电流的最小值为I Lmin ，最大值为I Lmax 。 则要使稳压管能正常工作，必须满足下列关系： I R R U I + - R L I L U O +- I Z VD Z 1. 当电网电压最高和负载电流最小时, I Z 的值最大：R U Imax -U Z -I Lmin < I Zmax R > U Imax -U Z I Zmax + I Lmin 2. 当电网电压最低和负载电流最大时, I Z 的值最小： R U Imax -U Z -I Lmax > I Zmin R < U Imax -U Z I Zmin + I Lmax R U I -U Z -I L = I Z I R R U I + - R L I L U O +- I Z VD Z [例10.5.1] 图示硅稳压管稳压电路中，设稳压管的U Z =6V , I Zmax = 40mA ，I Zmin = 5mA ，U Imax = 15V ， U Imin = 12V ; R Lmax = 600Ω，R Lmin = 300Ω。给定当I Z 由I Zmax 变到I Zmin ，U Z 的变化量为0.35V 。 （1）试选择限流电阻R ； （2）估算在上述条件下的输出电阻和稳压系数。 I R R U I + - R L I L U O + -I Z VD Z I R R U I +- R L I L U O +- I Z VD Z 解：（1） Z L Lmin mA max 20U I R ==Z L Lmax mA min 10U I R ==156 ()1800.040.01R ΩΩ ->=+126 ()2400.0050.02 R ΩΩ -<=+可取R =200Ω。电阻上消耗的功率为： ]W W 2 (156)[0.04200 R P -=≈可选200Ω，1W 的碳膜电阻。 （2）Z Z Z 0.35()100.040.005 U r I ?ΩΩ?===-估算稳压系数是，取U I =0.5（15+12）V=13.5V ,则 硅稳压管稳压电路的缺点： 输出电压由稳压管的型号决定，不可随意调节； 电网电压和负载电流变化范围较大时，电路将不能适应。为改进以上缺点，可以采用串联型直流稳压电路。 o Z 10R r Ω ≈=Z I r O 13.5=11% 6 100.11200r U S R U =?=?= 课堂练习
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