稳压二极管电路和稳压二级管稳压电路原理分析
最简单的稳压电路由稳压二极管组成如图。从稳压二极管的特性可知,若能使稳压管始终工作在它的稳压区内，则V O.基本稳定在V z左右。
当电网电压升高时，若要保持输出电压不变，则电阻器R上的压降应增大，即流过R 的电流增大。这增大的电流由稳压二极管容纳，它的工作点将由b点移到C点，由特性曲线可知V o≈V z基本保持不变。
若稳压二级管稳压电路负载电阻变小时，要保持输出电压不变，负载电流要变大。
V I保持不变，则流过电阻R的电流不变。负载增大的电流由稳压管调节出来，它的工作点将由b点移到a点。，稳压管可认为是
调节流过自身的电流大小（端电压基本不变）来满足负载电流的改变，并和限流电阻R配合
将电流的变化转化为电压的变化以适应电网电压的变化。
稳压二极管电路稳压存在问题：电网电压不变时，负载电流的变化范围I Z的调节范围（几十mA），这就限制了负载电流I0的变化范围。怎样才能扩大I O的变化范围？
齐纳二极管(稳压二极管)工作原理及主要参数 齐纳二极管也叫稳压二极管.一般二极管处于逆向偏压时，若电压超过PIV(逆向峰值电压)值时二极管将受到破坏，这是因为一般二极管在两端的电位差既高之下又要通过大量的电流，此时所产生的功率所衍生的热量足以使二极管烧毁。 齐纳二极管就是专门被设计在崩溃区操作，是一个具有良好的功率散逸装置，可以当做电压参考或定电压组件。若利用齐纳二极管作为电压调节器，将使附载电压保持在Vz附近且几乎唯一定值，不受附载电流或电源上电压变动影响。一般二极管之崩溃电压，在制作时可以随意加以控制，所以一般齐纳二极管之崩电压(Vz)从数伏特至上百伏特都有。一般齐纳二极管在特性表或电路上除了标住Vz外，均会注明Pz也就是齐纳二极管所能承受之做大功率，也可由Pz=Vz*Iz 换算出奇纳二极管可通过最大电流Iz。dz3w上有个在线计算器,电路设计时可以用来计算稳压二极管的相关参数. 齐纳二极管工作原理 齐纳二极管主要工作于逆向偏压区，在二极管工作于逆向偏压区时，当电压未达崩溃电压以前，二极管上并不会有电流产生，但当逆向电压达到崩溃电压时，每一微小电压的增加就会产生相当大的电流，此时二极管两端的电压就会保持于一个变化量相当微小的电压值(几乎等于崩溃电压)，下图为齐纳二极管之电压电流曲线，可由此应证上述说明。 齐纳二极管(又叫稳压二极管)它的电路符号是:此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很少的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用.其伏安特性,稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压。 在通常情况下，反向偏置的PN结中只有一个很小的电流。这个漏电流一直
多路输出直流稳压源 一课程设计任务 (1) 1.1设计题目 (1) 1.2设计要求 (1) 1.3设计目的 (1) 二多路输出直流稳压源设计各部分电路设计及说明 (2) 2.1设计框图 (2) 2.2降压电路 (2) 2.3整流电路 (3) 2.3.1半波式整流电路 (3) 2.3.2桥式整流电路 (4) 2.4滤波电路 (6) 2.4.1电容滤波电路 (6) 2.4.2电感滤波电路 (8) 2.4.3π型滤波电路 (8) 2.5 稳压电路 (9) 2.5.1串联型稳压电路的工作原理 (9) 2.5.2三端固定输出集成稳压器 (11) 2.5.3三端固定输出集成稳压器的内部电路结构 (12) 2.5.4三端固定输出支流稳压器的基本应用电路 (13) 2.5.5提高电压输出的电路 (14) 2.5.6输出正、负电压的电路 (14) 三安装调试 (15) 四心得体会 (15) 五元器件清单 (17) 六参考文献 (18) 附录设计总图 (19) 一课程设计任务 1.1设计题目 多路输出直流稳压源。
1.2设计要求 1）输出+5V/1A、-5V/1A、+12V/1A、-12V/1A、+5V/3A。 2）安装调试。 3）写出报告。 4）写出课设体会。 1.3设计目的 1）通过对模拟电子技术的课程设计，使所学的理论知识得到巩固、扩大、深入和系统化。2）培养综合运用所学的知识解决实际工程问题的能力，初步掌握模拟电路设计的方法和步骤。3）训练和提高编写设计文件，进行各种元器件和绘制电路的能力和技巧。 4）提高独立钻研问题的能力，培养严肃认真，实事求是，刻苦钻研的工作作风。 一、概要说明 本文选择的制作项目，是一个可作为实验用的小功率多路输出的集成稳压电路。其理论知识对应于（全国中等职业技术电工类专业通用教材）《电子技术基础（第四版）》§5-5所编内容。 此类电路的应用具有现实意义，其操作难度适中，元器件属通用型，工具与测试仪器也是常规的，因此，组织实际操作没有技术上的困难。 进行这类电子制作要达成的目标是： 1.从原理上，将单元电路组合成具有四种直流电压输出的电源；组成具有不稳压和稳压两种直流电源；组成固定和可调输出两种直流稳压电源。 2.从数据上，熟悉器件规格的选用原则和数据。例如，滤波电容的耐压数值等。 3.从方法上，力求掌握电路制图和识图的基本要求与规范。以及器件的辨识和常规测量。 4.从操作上，将电路中的器件比较合理的安排在线路板上，并能进行焊接、检查和基本测试。
分析稳压二极管的工作原理及其限流电阻的公式推导 一、二极管主要参数 在实际应用中选择适当的二极管对电路的设计很重要，不同用途的二极管有不同的结构，有不同的参数要求：不同用途的二极管对二极管参数的要求也不同。二极管的主要参数如下： 1、最大整流电流；二极管的最大整流电流是指在规定测试温度下，二极管允许通过的最大平均大流。二极管在正常工作时，平均工作电流不应超过此值，二则会损坏二极管。 2、最大反向峰值电压：最大反向峰值电压是指在二极管工作时允许承受的最大反向电压 3、最大正向浪涌电流：最大正想浪涌电流时二极管允许流过的过量的正向电流，表示二极管承受非正常工作电流（浪涌电流不是经常出现，只是偶然出现）的能力。一般测试时，规定一个50Hz的浪涌电流。 4、反向电流：指二极管在未击穿是的反向电流（后续会介绍），一般规定在是温度25°C时进行测试。 5、反向恢复时间：当二极管两端电压从正向电压变为反向电压时，理想情况是电流能瞬时截止，但是实际要延迟一段时间，这段时间久成为反向恢复时间。 不同用途的二极管对各种参数的要求不同，表（1-1）和表（1-2）列出了二极管的参数，以供参考 二、极管的种类 二极管的种类有很多，出了普通的二极管和整流二极管外，还有利用特殊工艺制造的具有各种不同用途的二级管，如稳压管（齐纳二极管）、光敏二极管，发光二极管等。 下面，主要介绍的是在电路中最常见的二极管的一种——稳压二极管 三、稳压二极管及其工作原理 我们都知道，二极管加反响偏置电压时，如果反向电压达到UBR,则二极管会产生击穿。击穿时反向电流迅速增加，但是此时二极管两端的电压变化很小。稳压就是根据PN结的这一特性，经特殊工艺制造的。稳压管又称齐纳二极管。使用稳压管可以提供一个较为固定的稳定电压。
模拟电子技术课程设计报告 题目名称：直流稳压电源电路设计姓名： 学号： 班级： 指导教师： 成绩：
目录 1课程设计任务和要求 2 2方案设计 2 3单元电路设计与参数计算 4 4总原理图及元器件清单9 5安装与调试 11 6性能测试与分析12 7结论与心得14 8参考文献 14
课程设计题目： 直流稳压电源电路设计 一、课程设计任务和要求: 1）用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（±12V）。 2）输出可调直流电压，范围：1.5∽15V； 3）输出电流:IOm≥1500mA；（要有电流扩展功能） 4）稳压系数Sr≤0.05；具有过流保护功能。 二、方案设计： 稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如下图1所示，其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。 图1稳压电源的组成框图 图二整流与稳压过程波形图 电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出，供给负载RL。
方案一、单相半波整流电路 半波单相整流电路简单，电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示，使用元件少，它只对交流电的一半波形整流，其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高，且输出波形脉动大，其值为：S= =≈1.57，直流成分小，= ≈0.45，变压器利用率低。 图3 单相半波整流电路 图 4 单相半波整流电路电压输出波形图 方案二、单相全波整流电路 使用的整流器件是半波电路的两倍，整流电压脉动较小，是半波的一半，无滤波电路时的输出电压=0.9，变压器的利用率比半波电路的高，整流器件所承受的反向电压要求较高。 方案三、单相桥式整流电路 单相桥式整流电路使用的整流器件较多，但其实现了全波整流电路，它将的负半周也利用起来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电压的平均值是半波整流电路的两倍，且如果负载也相同的情况下，输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍，且其与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求一样，还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。所以综合三种方案的优缺点决定用方案三。
【硬件设计】稳压二极管工作原理介绍 现在常用的稳压管的主要材料是半导体硅。 在硅稳压管的反向电压击穿区内，电流变化很大，而其电压基本不变。 在小于5V的稳压管，主要是齐纳击穿，大于7V的稳压管，主要是雪崩击穿，在5—7V间，两种击穿同时存在。 要理解稳压二极管的工作原理，只要了解二极管的反向特性就行了。所有的晶体二极管,其基本特性是单向导通。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(齐纳二极管,Zener diode)： 是一种专门工作于反向(崩溃，Breakdown)区域的二极管，如有一适量的电流流经此二极管，则其两端点间产生一固定不变的电压，名为：”稳压电压”，由于其电压稳定，故被广泛用于稳压电路或用作参考电压源。 崩溃现象： 在PN结上，加以反向电压时，反向电流很小，叫反向饱和电流，当反向电压加大到一定值时，反向电流会突然增加，这现象叫PN结的击穿。 电路符号和曲线图： 理想的等效实际的等效
工作原理： 稳压二极管特性曲线中，当反向电压达到击穿电压后，二极管由截止转为导通，此时的电流为最低稳压电流IZ(Min)，而形成的电压为最低稳压电压VZ(Min)，如继续加大反向电压，则电流便急速变大，但稳压二极管有一定的最大可通过电流IZ(Max)，若通过的电流超过IZ(Max)，会损坏此二极管。(简单来说：反向电压到达VZ后，相对电流不断增加，电压变化却很少。)，如下图： 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 什么是稳压二极管稳压二极管(又叫齐纳二极管)它的电路符号是:，稳压二极管是一种用于稳定电压的单PN结二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很少的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。 稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。 稳压管的应用： 1、浪涌保护电路(如图2)：稳压管在准确的电压下击穿，这就使得它可作为限制或保护之元件来使用，因为各种电压的稳压二极管都可以得到，故对于这种应用特别适宜。图中的稳压二极管D是作为过压保护器件。只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通。使继电器J吸合负载RL就与电源分开。
稳压二极管工作原理 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；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： 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，工作电流要选得合适。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。
课程设计任务书 半导体直流稳压电源的设计和测试 （一）设计目的 1、学习直流稳压电源的设计方法； 2、研究直流稳压电源的设计方案； 3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法； （二）设计要求和技术指标 1、技术指标：要求电源输出电压为±12V（或±9V /±5V），输入电压为交流220V，最大输出电流为I omax=500mA，纹波电压△V OP-P≤5mV，稳压系数Sr≤5%。 2、设计基本要求 （1）设计一个能输出±12V/±9V/±5V的直流稳压电源； （2）拟定设计步骤和测试方案； （3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数； （4）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图； （5）在万能板或面包板或PCB板上制 作一台直流稳压电源； （6）测量直流稳压电源的内阻； （7）测量直流稳压电源的稳压系数、纹 波电压； （8）撰写设计报告。 3、设计扩展要求 （1）能显示电源输出电压值，00.0-12.0V； (2) 要求有短路过载保护。 （三）设计提示 1、设计电路框图如图所示 稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节，晶体管选用3DD或3DG等型号；若用集成电路选78XX和79XX稳压器。 测量稳压系数：在负载电流为最大时，分别测得输入交流比220V增大和减小10%的输出Δvo，并将其中最大一个代入公式计算Sr，当负载不变时，Sr=ΔVoV I/ΔV I V O。 测量内阻：在输入交流为220V，分别测得负载电流为0及最大值时的ΔVo，r o=ΔV O/ΔI L。 纹波电压测量：叠加在输出电压上的交流分量，一般为mV级。可将其放大后，用示波器观测其峰－峰值△V OP-P；用可用交流毫伏表测量其有效值△V O，由
什么是稳压二极管稳压二极管(又叫齐纳二极管)它的电路符号是:，稳压二极管是一种用于稳定电压的单PN结二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很少的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。 稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。 稳压管的应用： 1、浪涌保护电路(如图2)：稳压管在准确的电压下击穿，这就使得它可作为限制或保护之元件来使用，因为各种电压的稳压二极管都可以得到，故对于这种应用特别适宜。图中的稳压二极管D是作为过压保护器件。只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通。使继电器J吸合负载RL就与电源分开。 2、电视机里的过压保护电路(如图3)：EC是电视机主供电压，当EC电压过高时，D导通，三极管BG导通，其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平，通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态。 3、电弧抑制电路如图4：在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话，当线圈在导通状态切断时，由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收，所以当开关断开时，开关的电弧也就被消除了。这个应用电路在工业上用得比较多，如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到 它。
4、串联型稳压电路(如图5)：在此电路中。串联稳压管BG的基极被稳压二极管D钳定在13V，那么其发 射极就输出恒定的12V电压了。这个电路在很多场合下都有应用 国产稳压二极管产品的分类 二极管的击穿通常有三种情况，即雪崩击穿、齐纳击穿和热击穿。 （1）雪崩击穿 对于掺杂浓度较低的PN结，结较厚，当外加反向电压高到一定数值时，因外电场过强，使PN结内少数载流子获得很大的动能而直接与原子碰撞，将原子电离，产生新的电子空穴对，由于链锁反应的结果，使少数载流子数目急剧增多，反向电流雪崩式地迅速增大，这种现象叫雪崩击穿。雪崩击穿通常发生在高反压、低掺杂的情况下。 （2）齐纳击穿 对于采用高掺杂（即杂质浓度很大）形成的PN结，由于结很薄（如0.04μm）即使外加电压并不高（如4V），就可产生很强的电场（如）将结内共价键中的价电子拉出来，产生大量的电子一空穴对，使反向电流剧增，这种现象叫齐纳击穿（因齐纳研究而得名）。齐纳击穿一般发生在低反压、高掺杂的情况下。（3）热击穿 在使用二极管的过程中，如由于PN结功耗（反向电流与反向电压之积）过大，使结温升高，电流变大，循环反复的结果，超过PN结的允许功耗，使PN结击穿的现象叫热击穿。热击穿后二极管将发生永久性损坏。
题目直流稳压电源电路设计 一、设计任务与要求 1．用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计固定的正负直流电源（±12V）； 2．输出可调直流电压，范围1.5∽15V； 3．输出电流I O m≥1500mA；（要有电流扩展功能） 4. 稳压系数Sr≤0.05；具有过流保护功能。 二、方案设计与论证 稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如下 图1所示，其整流与稳压过程的电压输出波形如图2所示。 图1 稳压电源的组成框图 图2 整流与稳压过程波形图 电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采 用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。降压后的交流电压，通过整 流电路变成单向直流电，但其幅度变化大（即脉动大）。脉动大的直流电压须经电网电 压U1 电源 变压器 U2 整流 电路 U3 滤波 电路 Ui 稳压 电路 Uo 负载 RL
过滤波电路变成平滑，脉动小的直流电，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。滤波后的直流电压，再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直 流电压输出，供给负载RL 。 方案一、单相半波整流电路 半波单相整流电路简单，电路及其电压输出波形分别如图3、图4所示，使用元件少，它只对交流电的一半波形整流，其输出波形只利用了交流电的一半波形则整流效率不高，且输出波形脉动大，其值为22/2 1.572 2/U S U π π= =≈；直流成 分小；o U = 2 2U π ≈0.452U ，变压器利用率低。 图3 单相半波整流电路 图4 单相半波整流电路电压输出波形 方案二、单相全波整流电路 使用的整流器件是半波电路的两倍，整流电压脉动较小，是半波的一半，无滤波电路时的输出电压o U =0.92U ，变压器的利用率比半波电路的高，整流器件所承受的反向电压要求较高。 方案三、单相桥式整流电路
项目三任务三并联型稳压电路的设计指导 学习要求 一、各学习小组3－4周完成并联型稳压电路的设计 二、用PPT写出任务报告书（电路的组成、原理、元器件的选用、常见故障及故障排除、元器件清单等） 学习指导 1 学习目标 ?了解稳压半导体的基本知识； ?理解并联稳压电路的组成及稳压原理； ?会检测稳压二极管的特性； ?会制作并联型稳压电路。 ?能测量测量并联型稳压电路的输出电压与波形。 2 工作任务 ?判别稳压二极管的质量与极性； ?检测二极管的特性； ?制作并联型稳压电路并检测调试； ?测量并联型稳压电路的输出波形和电压。 3 电子电路 如图所示电路，图中 R 为 470 Ω /1W ， D1 为稳压二极管 1N4740 。 4 仪器仪表工具
0 ～30V 直流稳压电源1 台 5制作步骤： ①识读并联型稳压电路器 ②根据阻值大小和稳压二极管的型号正确选择器件。电阻选择碳膜功率电阻，色环为黄紫棕金，代表阻值470 Ω，功率为lW 。二极管选择稳压二极管，标识型号为1N4740 。 ③将电阻、二极管正确成形，注意元器件成形时尺寸须符合电路通用板插孔间距要求。 ④在电路通用板上按测试电路图正确插装成形好的元器件注意稳压二极管的正负极。 6 测试步骤 并用导线把它们连接好 ①按上述制作步骤完整接好如图所示的电路并复查，通电检测。 ②接入输入电压U1 =20V ，负载电阻R L=10k Ω，测量输出电压Uo ，并记录Uo = 。 ③改变输入电压，使U1 =25V ，负载电阻R L不变，测量输出电压Uo ，并记录U o = 。 ④改变负载电阻，使R L=5k Ω，输入电压U1不变，测量输出电压电压Uo ，并记录Uo = 。 7 分析 ①测试步骤中的步骤③的结果表明，当输入电压在一定范围内变化时，电路的输出电压( 基本保持不变／随输入电压变化而变化) 。 ②测试步骤中的步骤④的结果表明，当负载电阻在一定范围内变化时，电路的输出电压( 可以基本保持不变／随负载电阻变化而变化) 。 8 故障排除 （1）当电路输出小幅波形式时，故障原因是稳压管接反。
直流稳压电源电路的设计实验报告 一、实验目的 1、了解直流稳压电源的工作原理。 2、设计直流稳压电路，要求输入电压：220V市电，50Hz，用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+1.2V~+12V连续可调的直流稳压电源电路，两组输出电流分别I O≥500mA。 3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。 二、实验线路及原理 1、实验原理 （1）直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下： 图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换 其中： 1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。 2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。 3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。 4）稳压电路：其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。 （2）整流电路 常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2-2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL 出波形如图2-3所示。 t
河北经济管理学校教案 序号：1编号：JL/JW/7.5.1.03 4.18授课主题稳压二极管并联型稳压电路 教学目的1.掌握稳压二极管并联型稳压电源电路的组成及各部分作用 2.能按工艺流程安装与测试稳压二极管并联型稳压电源电路 教学 重点、难点重点：稳压电源的组成及各部分作用 难点：稳压电源安装完成后，各部分参数的测量及故障的解决 教学准备教案，板书，教材 教学过程设计与时间分配 一、课堂导入与提问（10min） 二、讲授新课（55min） 1.直流稳压电源的概念 2.稳压电源中的稳压电路按电压调整元件与负载RL连接方式之不同可分为两种稳压类型 3.简单的直流稳压电源及其结构 4.并联型直流稳压电路的优缺点 5.串联型稳压电路简介 三、课堂小结（15min） 四、布置作业（10min）
河北经济管理学校教案 教案内容 一、导入与提问（10min） 举例手机充电器 二、讲授新课（55min） 1.直流稳压电源的概念 直流稳压电源是一种当电网电压变化时，或者负载发生变化时，输出电压能基本保持不变的直流电源 2.稳压电源中的稳压电路按电压调整元件与负载RL连接方式之不同可分为两种稳压类型（1）并联型稳压电路（2）串联型稳压电路 调整元件与负载RL并联，如上图所示 3.简单的直流稳压电源及其结构 （1）第一部分为变压器 它的作用是改变电压 我们接入的市电是交流电，电压有效值是220V，而我们平时用的直流电压较小，并且稳压
就是把原来交流电的负半周整流到正半周，而原正半周仍保持不变 （3）第三部分是一个电容器，为滤波电路 它的作用是对整流后的电流进行滤波，利用电容器的充放电功能，把原来起伏变化较大电压转换成起伏变化较小的电压 （4）第四部分为调整元件部分 它的作用是对输出电压进行稳定，使输出电压为一个稳定的值 它是利用稳压二极管的反向击穿特性，如下图所示为二极管的伏安特性曲线 二极管在反向电压击穿的时候其两端电压能其本保持稳定，即使在通过它的电流发生一些变化时也能基本保持稳定。 在这里我们把稳压二极管与负载并联后，反偏接入电路，调整电压，使其呈反向电击穿状
稳压二极管的检测 （1）正、负电极的判别从外形上看，金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形，负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极，另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管，也可以用万用表判别其极性，测量的方法与普通二极管相同，即用万用表R×1k档，将两表笔分别接稳压二极管的两个电极，测出一个结果后，再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中，阻值较小那一次，黑表笔接的是稳压二极管的正极，红表笔接的是稳压二极管的负极。 若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为无穷大，则说明该二极管已击穿或开路损坏。 （2）稳压值的测量用0~30V连续可调直流电源，对于13V以下的稳压二极管，可将稳压电源的输出电压调至15V，将电源正极串接1只1.5kΩ限流电阻后与被测稳压二极管的负极相连接，电源负极与稳压二极管的正极相接，再用万用表测量稳压二极管两端的电压值，所测的读数即为稳压二极管的稳压值。若稳压二极管的稳压值高于15V，则应将稳压电源调至20V以上。 也可用低于1000V的兆欧表为稳压二极管提供测试电源。其方法是：将兆欧表正端与稳压二极管的负极相接，兆欧表的负端与稳压二极管的正极相接后，按规定匀速摇动兆欧表手柄，同时用万用表监测稳压二极管两端电压值（万用表的电压档应视稳定电压值的大小而定），待万用表的指示电压指示稳定时，此电 压值便是稳压二极管的稳定电压值。 若测量稳压二极管的稳定电压值忽高忽低，则说明该二极管的性不稳定。 稳压管常用在整流滤波电路之后，用于稳定直流输出电压的小功率电源设备中。 如图2所示，由R、Dz组成的就是稳压电路，稳压管在电路中稳定电压的原理如下： 只要R参数选得适当，就可以基本上抵消Vi的升高值，因而使Vo基本保持不变。 可见，在这种稳压电路中，起自动调节作用的主要是稳压二极管Dz，当输出电压有较小的变化时，将引起稳压二极管电流Iz的较大变化，通过限流电阻R的补偿作用，保持输出电压Vo基本不变。
第四章稳压调压电路 一、填空题 1、（4-1，低）一个直流电源必备的4个环节是变压、、和。 2、（4-1，低）最简单的稳压电路是带的稳压电路， 3、（4-1，低）稳压电路的作用是保持的稳定,不受电网电压和变化的影响. 4、（4-1，低）稳压电路的作用就是在和变化时，保持输出电压基本不变。 5、（4-1，中）负载电阻R L越，滤波电容C越，电容滤波的效果越好。 6、（4-1，中）单相桥式整流电路二极管两端承受的最大反向电压U DRM= U2。 7、（4-1，难）桥式整流电路，若VD2接反了，则输出。 8、（4-1，中）桥式整流电路，若VD1管开路，则输出。 9、（4-2，低）三端固定式集成稳压器的负载改变时，其输出电压值（a.变化、b不变）。 10、（4-2，低）三端可调式集成稳压器的3个引出端是输入端、、。 11、（4-3，中）将单相半波整流电路中的二极管换成晶闸管，即构成单相半波整流主电路。 12、（4-2，中）开关式稳压电路具有功耗、效率等特点。 13、（4-1，中）稳压过程实质上是通过（a.正反馈，b.负反馈）使输出电压保持稳定的过程。 14、（4-3，低）电压对晶闸管的导通起控制作用。 15、（4-1，低）硅稳压管稳压电路中的电容起作用。 16、（4-1，低）硅稳压管的击穿是（a.可逆的，b.不可逆）。 17、（4-1，低）稳压管的选择是根据（a.输入电压，b.输出电压）的要求。 18、（4-2，中）三端集成稳压器的输出端并接的电容是为了消除可能产生的。 19、（4-1，中）为解决硅稳压管电路存在的问题常采用直流稳压电路。 20、（4-3，中）单向晶闸管的导通条件是，，其关断条件为。 二、选择题 1、（4-1，低）整流的目的是。
稳压二极管原理及故障 稳压二极管的稳压原理： 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。 稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示，如：ZD5表示编号为5的稳压管。 故障特点： 稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。 常用稳压二极管的型号及稳压值如下表： 型号1N47281N47291N47301N47321N47331N47341N47351N47441N47501N47511N4761 稳压值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V15V27V30V75V 稳压管也是一种晶体二极管，它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。我们把这种类型的二极管称为稳压管，以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。如图画出了稳压管的伏安特性及其符号。 (1)稳定电压Uz Uz就是PN结的击穿电压，它随工作电流和温度的不同而略有变化。对于同一型号的稳压管来说，稳压值有一定的离散性。 (2)稳定电流Iz稳压管工作时的参考电流值。它通常有一定的范围，即Izmin——Izmax。 (3)动态电阻rz它是稳压管两端电压变化与电流变化的比值，如上图所示，即这个数值随工作电流的不同而改变。通常工作电流越大，动态电阻越小，稳压性能越好。
(4)电压温度系数它是用来说明稳定电压值受温度变化影响的系数。不同型号的稳压管有不同的稳定电压的温度系数，且有正负之分。稳压值低于4v的稳压管，稳定电压的温度系数为负值；稳压值高于6v的稳压管，其稳定电压的温度系数为正值；介于4V和6V之间的，可能为正，也可能为负。在要求高的场合，可以用两个温度系数相反的管子串联进行补偿(如2DW7)。 (5)额定功耗Pz前已指出，工作电流越大，动态电阻越小，稳压性能越好，但是最大工作电流受到额定功耗Pz的限制，超过P2将会使稳压管损坏。 选择稳压管时应注意：流过稳压管的电流Iz不能过大，应使Iz≤Izmax，否则会超过稳压管的允许功耗，Iz也不能太小，应使Iz≥Izmin，否则不能稳定输出电压，这样使输入电压和负载电流的变化范围都受到一定限制。下图示出了稳压管工作时的动态等效电路，图中二极管为理想二极管。
稳压二极管结构和工作原理 稳压二极管的基本结构同普通二极管一样,是一个PN结,但是由于制造工艺不同,当这种PN结处于反向击穿状态时,PN结不会损坏,稳压二极管用于稳定电压就是应用它的这一击穿特性。 加在稳压二极管的反向电压增加到一定数值时,形成大的反向电流,此时电压基本不变,称为隧道击穿,这个近似不变的电压称为齐纳电压,对硅稳压二极管而言,稳定电压在5V以下的器件靠齐纳电压工作。 当反向电压比较高时,受强电场作用形成大的反向电流,而电压基本不变,称为雪崩击穿,这一基本不变的电压称为雪崩电压。对硅稳压二极管而言,稳定电压在7V以上的器件靠雪崩电压工作。 1.稳压二极管U-I特性曲线解说 稳压二极管U—I特性曲线,它可以说明稳压二 极管的稳压原理。从图7-34中可以看出,这一特性曲 线与普通二极管的U-I特性曲线基本一样。X轴方向 表示稳压二极管上的电压大小,Y轴方向表示流过稳 压二极管的电流大小。 从第一象限的曲线可以看出,它同普通二极管的 正向特性曲线一样,此时相当于给稳压二极管PN结 加正向偏置电压,稳压二极管在进行稳压作用时不用 这种偏置方式,这一点与普通二极管明显不同。 从第三象限的曲线可以看出下列三点: (1)在反向电压较低时,稳压二极管截止,它不工作在这一区域。 (2)反向电压增大到U Z时,曲线限陡,说明流过稳压二极管的电流在变化时,稳压二极管两端的电压基本不变,电压是稳定的,稳压二极管正是工作在这一状态下。换方之,当稳压二极管工作在稳压状态时,稳定电压有很微小的变化,可以引起稳压二极管很大的反向电流变化。 (3)U Z是稳压二极管的稳定电压值,称为稳压值。不同的稳压二极管,这一稳定电压的大小不同。稳压二极管的PN结处于反向穿状态时,只要流过这一PN结的工作电流不大于最大稳定电流,稳压二极管就不会损坏。如果反向电流再增大,则稳压二极管也会损坏。 综上所述,利用稳压二极管构成稳压电路时,必须给稳压二极管的PN结加上反向偏置电压。 2.温度补偿型稳压二极管工作原理 如图7-35所示是温度补偿型稳压二极管内部结 构示意图。一些要求电压温度特性较高的场合,采用 多种措施进行温度补偿。温度补偿型稳压二极管在工 作时,1脚和2脚不分,内部的两只稳压二极管的性能 相同,两只二极管一只工作在正向,另一只工作在反向, 这样两个PN结一个正向偏置,另一个反向偏置。 PN结在正向和反向偏置状态下的压降受温度影 响结果相反,当正向偏置的PN结随温度升高而压降 增大时,反向偏置的PN结压降则下降,这样一个压降 增大,另一个减小,相互抵消,使两个PN结压降之和基 本不变,达到温度补偿的目的。
稳压二极管原理电路及应用 引言 二极管因用途不同而种类繁多。稳压二极管是其中的一种。我们知道晶体二极管具有单向导电的性能。正向连接时是导电的(在电路中，二极管的正极接电源的正极，二极管的负极接电源的负极)，反向连接是不导电的，只有很小很小的漏电流。但是如果给某些特定二极管反向电压逐渐加大到某一数值，二极管就会被击穿，这时二极管又开始反向导电。随着导电电流逐渐增大(只要电流不是增加到损坏二极管的程度)，二极管两端的电压却基本上保持不变，几乎恒定在二极管击穿的电压数值上。这就是二极管的反向击穿特性。利用这个特性，人们制成稳压二极管[1]。由于这种反向击穿特性能起稳压作用，所以在电路中稳压二极管必须反向连接，就是二极管的正极接电源的负极，二极管的负极接电源的正极。 1．稳压二极管的原理及电路 1.1稳压管的特性 稳压管的伏安特性曲线如图l所示。由图可见，反向电压在一定范围内变化时，反向电流很小;当反向电压增高到击穿电压时，反向电流突然剧增，即稳压管反向击穿;此后，虽然电流在很大范围内变化，但稳压管两端的电压变化很小，这一特性便可用来稳压。稳压管与其他二极管不同的是，其反向击穿是可逆的。当反向电压去掉后，稳压管又恢复正常状态但是，如果反向电流超过允许值，稳压管的PN结也会因过热而损坏。由于硅管的热稳定性比锗管好，因此一般都用硅管做稳压二极管，例如2CW系列和2DW系列都是硅稳压二极管[2] 图1 硅稳压二极管伏安特性和符号 1.2 稳压管的主要参数 1.2.1 稳定电压U: 稳压管反向击穿后稳定工作时的电压值称为稳定电压，如2CW13型为5V一6.5V，具有温度补偿作用的2DW7A型稳压管为5.8V一6.6V。对于某只稳压管，其U Z是这个范围内的某一确定数值。因此在使用时，具体数值需要实际测试。 1.2.2 稳定电流I Z
稳压二极管工作在反向击穿状态时，其两端的电压是基本不变的。利用这一性质，在电路里常用于构成稳压电路。 稳压二极管构成的稳压电路，虽然稳定度不很高，但却具有简单、经济实用的优点，因而应用非常广泛。 在实际电路中，要使用好稳压二极管，应注意如下几个问题。 1、要注意一般二极管与稳压二极管的区别方法。不少的一般二极管，特别是玻璃封装的管，外形颜色等与稳压二极管较相似，如不细心区别，就会使用错误。区别方法是：看外形，不少稳压二极管为园柱形，较短粗，而一般二极管若为园柱形的则较细长；看标志，稳压二极管的外表面上都标有稳压值，如5V6，表示稳压值为 5.6V；用万用表进行测量，根据单向导电性，用X1K挡先把被测二极管的正负极性判断出来，然后用X10K挡，黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，测的阻值与X1K挡时相比，若出现的反向阻值很大，为一般二极管的可能性很大，若出现的反向阻值变得很小，则为稳压二极管。 2、注意稳压二极管正向使用与反向使用的区别。稳压二极管正向导通使用时，与一般二极管正向导通使用时基本相同，正向导通后两端电压也是基本不变的，都约为0.7V。从理论上讲，稳压二极管也可正向使用做稳压管用，但其稳压值将低于1V，且稳压性能也不好，一般不单独用稳压管的正向导通特性来稳压，而是用反向击穿特性来稳压。反向击穿电压值即为稳压值。有时将两个稳压管串联使用，一个利用它的正向特性，另一个利用它的反向特性，则既能稳压又可起温度补偿作用，以提高稳压效果。 3、要注意限流电阻的作用及阻值大小的影响。在稳压二极管稳压电路中，一般都要串接一个电阻R，如图1或2示。该电阻在电路中起限流和提高稳压效果的作用。若不加该电阻即当R=0时，容易烧坏稳压管，稳压效果也会极差。限流电阻的阻值越大，电路稳压性能越好，但输入与输出压差也会过大，耗电也就越多。 4、要注意输入与输出的压差。正常使用时，稳压二极管稳压电路的输出电压等于稳压管反向击穿后两端的稳压值，若输入到稳压电路中的电压值小于稳压管的稳压值，则电路将失去稳压作用，只有是大于关系时，才有稳压作用，
稳压二极管工作原理及故障特点
稳压二极管工作原理及故障特点 稳压二极管的稳压原理： 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。 稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示，如：ZD5表示编号为5的稳压管。 故障特点： 稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。 常用稳压二极管的型号及稳压值如下表： 型号 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761 稳压 值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V 稳压管也是一种晶体二极管，它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。我们把这种类型的二极管称为稳压管，以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。如图画出了稳压管的伏安特性及其符号。
(1)稳定电压Uz Uz就是PN结的击穿电压，它随工作电流和温度的不同而略有变化。对于同一型号的稳压管来说，稳压值有一定的离散性。 (2)稳定电流Iz 稳压管工作时的参考电流值。它通常有一定的范围，即Izmin——Izmax。 (3)动态电阻rz 它是稳压管两端电压变化与电流变化的比值，如上图所示，即这个数值随工作电流的不同而改变。通常工作电流越大，动态电阻越小，稳压性能越好。 (4)电压温度系数它是用来说明稳定电压值受温度变化影响的系数。不同型号的稳压管有不同的稳定电压的温度系数，且有正负之分。稳压值低于4v的稳压管，稳定电压的温度系数为负值；稳压值高于6v的稳压管，其稳定电压的温度系数为正值；介于4V和6V之间的，可能为正，也可能为负。在要求高的场合，可以用两个温度系数相反的管子串联进行补偿(如2DW7)。 (5)额定功耗Pz 前已指出，工作电流越大，动态电阻越小，稳压性能越好，但是最大工作电流受到额定功耗Pz的限制，超过P2将会使稳压管损坏。 选择稳压管时应注意：流过稳压管的电流Iz不能过大，应使Iz≤Izmax，否则会超过稳压管的允许功耗，Iz也不能太小，应使Iz≥Izmin，否则不能稳定输出电压，这样使输入电压和负载电流的变化范围都受到一定限制。下图示出了稳压管工作时的动态等效电路，图中二极管为理想二极管。
《稳压二极管并联型稳压电源电路的安装与测试》教学设计
明确稳压二极由情景可知，稳压二极管反接时能 达到相应要求，所以想让实现稳压 的功能稳压二极管应该怎么接在 电路中。 教师讲解： 根据稳压二极管的伏安特性曲线 可知，稳压二极管工作在反向击穿 区时，流过稳压二极管的电流在相 当大的范围内变化，其两端的电压 基本不变。利用这一特性可实现电 源的稳压功能。 学生大胆猜测： 稳压二极管应该反向并联 在电路中。 得到结论： 应用稳压二极管时，其应该 工作在反向击穿区。
将实践探索，个小任务，以便学生更加明确任务 将学生分为7组，前4组每组6人，后3组每组5人（分组原则：优劣并存，以便基础好的对基础差的同学进行指导）。 布置 任务1：焊接正确的稳压电源电路（20min ）（在过程中进行指 导，对出现较多的问题进行集中讲解）。 任务2：直流稳压电源的构成（15min ）。 引导学生观察电路原理图，并将电路进行分块。 学生进行测量前，用微视频的教学方法讲解测量时的注意事项。 任务3：RL 阻值的大小对输出电压的影响（15min ）。 引导学生对阻值不同时输出电压的关系进行对比。 （1） 学生根据电路原理 图和元器件清单进行元器件的选择和电路的焊接。 （2） 学生将电路图进行 分块，发现前半部分是以前焊接过的桥式电容滤波电路，所以由此得出，后面部分实现稳压。 分块后用万用表对 电路并用万用表对电容器C 、电阻R 、稳压二极管、负载电阻RL 各端的电压进行测量。 根据各点电压，确立该元件的大概作用。 （3） 每组成员对RL 为1k 和3k 时同时通电对输出电压测量，并进 行比较。 得出结论：RL 为1k 和3k 时，输出电压变化很小。所以RL 对输出电压基本没有影响。