分析稳压二极管的工作原理及其限流电阻的公式推导
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稳压二极管工作原理、应用电路、过压保护电路介绍一、什么是稳压二极管稳压二极管,英文名称Zener diode,又叫齐纳二极管。
利用pn 结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。
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小的数值,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高的稳定电压。
二、稳压二极管工作原理稳压二极管的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多,反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。
但是,当反向电压临近反向电压的临界值时,反向电流骤然增大,称为击穿,在这一临界击穿点上,反向电阻骤然降至很小值。
尽管电流在很大的范围内变化,而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近,从而实现了二极管的稳压功能。
三、稳压二极管应用1、串联型稳压电路在此电路中,三极管T的基极被稳压二极管D稳定在13V,那么其发射极就输出恒定的13-0.7=12.3V电压了,在一定范围内,无论输入电压升高还是降低,无论负载电阻大小变化,输出电压都保持不变。
这个电路在很多场合下都有应用。
7805就是一种串联型集成稳压电路,可以输出5V的电压。
7805-7824可以输出5-24V电压。
2、电视机里的过压保护电路115V是电视机主供电电压,当电源输出电压过高时,D导通,三极管T导通,其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平,通过待机控制线的电压使电视机进入待机保护状态。
3、电弧抑制电路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。
稳压二极管基础知识稳压二极管是一种而接触型二极管,其电路符号如下:其伏安特性与普能二极管相似(如下图),而反相特性比较陡直,也就是反向电流在很大范围内变化时,端电压变化却很小,因而具有稳压作用。
正是利用这一特性,把稳压二极管反向接入电路中,只要反向电流不超过最大稳定电流,就不会对稳压二极管造成破坏性击穿。
因此在应用电路中要串上适当的限流电阻。
稳压二极管在应用电路中的两个基本要点:1。
要反向接入电路中2。
要串上适当的限流电阻稳压二极管的主要参数有:稳定电压(U Z)、稳定电流(I Z)、最大耗散功率(P ZM)、最大工作电流(I ZM)、动态电阻(r Z)。
1.稳定电压指流过规定电流时,稳压管两端的反向电压值,其值为稳压二极管的反向击穿值。
2.稳定电流指稳压管稳定电压工作时的参考电流值,通常为工作电压等于UZ 时所对应的电流值。
当工作电流低于I Z时,稳定效果变差,当低于IZmin稳压管将失去稳压作用。
3.最大耗散功率和最大工作电流这两个参数是为了何证管子不被热击穿而规定的极限参数,由管子允许的最高结温决定,P ZM=I ZM×U Z.。
4.动态电阻为电压为变化量与相应的电流变化量之比。
r Z值很小,通常娄几欧到几十欧,即反向特性曲线越陡,稳定性越好。
例:如下图求I R,I L,I Z先来分析一下稳压二极管的工作原理,假设Ui增大,Uo也会随之增大,于是加在稳压二极管两端的反向电压也增大,由稳压二极管的特性曲线看出,当很小的电压增加时,电流IZ会增大很多,于是IR也随之增大,于是R两端的电压也增大,其结果是Ui增大的绝大部分降在了电阻R两端。
输也电压Uo变化极小,起到稳压作用。
解:。
稳压二极管限流电阻计算稳压二极管是一种常用的电子元件,可以将不稳定的电压转换为稳定的电压输出,被广泛应用于各种电子设备中。
稳压二极管的工作原理是利用反向击穿特性,使其在一定电压范围内保持稳定的反向电压输出。
但是,为了保证稳压二极管的正常工作,我们需要在其输入端加入限流电阻,以限制电流的流动,避免电压过大而损坏二极管。
本文将详细介绍稳压二极管限流电阻的计算方法。
1. 稳压二极管的工作原理稳压二极管是一种特殊的二极管,其具有反向击穿电压较低的特点。
当稳压二极管的反向电压达到其击穿电压时,其反向电流会急剧增加,从而使其反向电压保持稳定。
因此,稳压二极管可以将输入电压转换为稳定的输出电压。
2. 稳压二极管限流电阻的作用稳压二极管在工作过程中需要输入一定的电流,以使其保持稳定的输出电压。
但是,如果输入电流过大,就会使稳压二极管的反向电压超过其承受范围,从而导致二极管损坏。
因此,我们需要在稳压二极管的输入端加入限流电阻,以限制电流的流动,避免电压过大。
3. 稳压二极管限流电阻的计算方法稳压二极管限流电阻的计算方法主要依据欧姆定律和功率公式。
具体步骤如下:步骤一:确定稳压二极管的额定电流和反向电压。
稳压二极管的额定电流和反向电压是其正常工作的基本参数,需要在使用前确定。
一般来说,稳压二极管的额定电流和反向电压可以在其数据手册中查找。
步骤二:计算限流电阻的阻值。
限流电阻的阻值是通过稳压二极管的额定电流和反向电压计算得出的。
根据欧姆定律,限流电阻的阻值可以表示为:R = (Vin - Vz)/Iz其中,Vin为输入电压,Vz为稳压二极管的反向电压,Iz为稳压二极管的额定电流。
步骤三:计算限流电阻的功率。
限流电阻的功率需要满足稳压二极管的额定功率,否则就会损坏稳压二极管。
根据功率公式,限流电阻的功率可以表示为:P = I^2 * R其中,I为稳压二极管的额定电流,R为限流电阻的阻值。
4. 注意事项在进行稳压二极管限流电阻计算时,需要注意以下几点:(1)限流电阻的阻值和功率需要满足稳压二极管的额定参数,否则就会损坏稳压二极管。
稳压二极管在电路中的作用及工作原理稳压二极管工作原理一种用于稳定电压的单结二极管。
它的伏安特性,稳压二极管符号如图1所示。
结构同整流二极管。
加在稳压二极管的反向电压增加到一定数值时,将可能有大量载流子隧穿伪结的位垒,形成大的反向电流,此时电压基本不变,称为隧道击穿。
当反向电压比较高时,在位垒区内将可能产生大量载流子,受强电场作用形成大的反向电流,而电压亦基本不变,为雪崩击穿。
因此,反向电压临近击穿电压时,反向电流迅速增加,而反向电压几乎不变。
这个近似不变的电压称为齐纳电压(隧道击穿)或雪崩电压(雪崩击穿)。
图1稳压二极管伏安特性曲线图2等效电路理想模式图3理想模式导通状态常见的两种稳压电路接法图4实际模式导通状态图5实际模式导通状态常见的两种稳压接线电路稳压二极管的主要参数1.Vz—稳定电压。
指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。
该值随工作电流和温度的不同而略有改变。
由于制造工艺的差别,同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。
例如,2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V,Vzmax则为3.6V。
2.Iz—稳定电流。
指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。
低于此值时,稳压管虽并非不能稳压,但稳压效果会变差;高于此值时,只要不超过额定功率损耗,也是允许的,而且稳压性能会好一些,但要多消耗电能。
3.Rz—动态电阻。
指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。
该比值随工作电流的不同而改变,一般胜作电流愈大,动态电阻则愈小。
例如,2CW7C稳压管的工作电流为5mA时,Rz为18Ω;工作电流为1OmA时,Rz为8Ω;为20mA时,Rz为2Ω;>20mA则基本维持此数值。
4.Pz—额定功耗。
由芯片允许温升决定,其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。
例如2CW51稳压管的Vz为3V,Izm为20mA,则该管的Pz为60mWo5.Ctv—电压温度系数。
是说明稳定电压值受温度影响的参数。
例如2CW58稳压管的Ctv是+0.07%/°C,即温度每升高1°C,其稳压值将升高0.07%。
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 1N47441N4750 1N4751 1N4761稳压值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V5.1V 5.6V6.2V 15V27V 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。
稳压二极管限流电阻计算稳压二极管限流电阻计算稳压二极管是一种常用于稳定电压的元器件,同时限流电阻是在稳压二极管电路中经常使用的电路元器件。
稳压二极管的工作原理是当电压变化时,稳压二极管将调整自身的电阻以使输出电压保持在一个稳定的水平上。
在电子电路设计中,如何精确地计算稳压二极管限流电阻对于实现稳定的电压输出至关重要。
本文将介绍关于稳压二极管限流电阻计算的相关知识。
1.稳压二极管的基本原理在电路中,稳压二极管使用反向特性来限制电压。
当一个稳压二极管被加入电路时,它的反向特性使得电流只能单向流动,同时当电压到达其额定值时,稳压二极管内部的反向阻力将增加,从而阻止超过该电压的电压通过。
当电路中存在波动或不稳定的电源时,稳压二极管的使用可以使输出电压始终保持在一个稳定的水平上。
例如,在电源电压波动大的情况下,稳压二极管将自动调节其特性以维持稳定的输出电压。
此外,稳压二极管在许多应用中还用于控制电流,从而保护电路免受损坏。
2.限流电阻的基本原理限流电阻是在稳压二极管电路中经常使用的元器件,其主要作用是限制电流流量。
当电路中的电压快速变化时,限流电阻限制了电流的流动速度,从而保护电路免受损坏。
同时,限流电阻还可以调整电路中的电流和电压,从而保持电路的稳定性和高效性。
3.稳压二极管限流电阻的计算方法稳压二极管的限流电阻通常通过计算电路的总电阻来确定。
在进行计算之前,需要了解一些必要的参数。
这些参数包括输入电压,要求的稳定输出电压,稳压二极管的额定输出电流和电阻值。
计算稳压二极管限流电阻的公式为:R=(VIN-VOUT)/IO其中,VIN表示输入电压,VOUT表示要求的稳定输出电压,IO表示稳压二极管的额定输出电流,R表示限流电阻值。
使用上述公式时需注意以下几点:(1)在计算限流电阻之前,必须确定稳压二极管的额定电流,这通常是在稳定输出电压时绘制I-V曲线得出的。
(2)在计算限流电阻时,输入电压应该要比要求的稳定输出电压要高出一定的电压范围,这个范围通常取决于稳压二极管的额定工作范围。
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1N47281N47291N47301N47321N47331N47341N47351N47441N47501N47511 N4761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UzUz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.光敏二极管和光敏三极管光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件,与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好,可靠性好、体积小、使用方便等优。
稳压管稳压电路图及工作原理当电网电压波动或负载RL变化时,自动调节使直流输出电压稳定。
主要器件:稳压二极管,限流电阻电路分析:本例电路是最简单的稳压管稳压电路,由限流电阻R1和稳压管D1组成。
Ui是输入电压;Uo是输出电压,即稳压管两端的电压Vz(电路是并联)。
本例电路既可以作为基准电压源,也可以单独作为输出电压固定、负载电流较小的稳压电路中使用,实用性较强。
其稳压原理如下:当负载电阻不变,输入电压Ui增大(或者输入电压不变,负载电阻RL增加)时,输出电压Uo将上升,使稳压管D1的反向电压会略有增加,随之流过稳压管D1的电流增加,于是流过电阻R1的电流将增加,限流电阻R1上的压降将变大,使得Ui增量的大部分压降在R1上被消耗,从而使输出电压Uo基本维持不变。
反之,当负载电阻不变,输入电压Ui下降(或者输入电压不变,负载电阻RL减小)时,输出电压Uo将下降,使稳压管D1的反向电压也随之下降,流过稳压管D1的反向电流也略微下降,于是,流过电阻R1的电流将减少,限流电阻R1上的压降将变小,这样Uo的电压又会上升,这样稳定后,电压Uo还是基本维持不变。
总结:不管是变化量增加还是减少。
都会造成限流电阻R压降的变化,从而维持输出的稳定。
可见,除稳压管外,限流电阻R的选取也是这个电路的关键点。
下面是限流电阻R的选取计算方法:稳压管的选取原则:1、稳压管能够稳压的最大电流Izmax应大于负载电流最大值ILmax的1.5到3倍。
2、稳压电路的输入电压Ui》Uo,一般选取2到3倍的Uo。
输入电压不能太大,否则容易烧掉限流电阻和稳压管。
注意:本例电路虽然简单实用,但是也有它的缺点:输出电压Uo不可调;稳压管的Iz电流动态范围很小,限制了它的使用范围。
常在一些数字电路中,用做基准电压源。
稳压二极管限流电阻计算稳压二极管是一种常见的电子元器件,它可以将输入的不稳定电压转换为稳定的输出电压,通常被用于电源电路中。
然而,在实际应用中,稳压二极管可能会受到过大的输入电流冲击,导致其烧毁。
为了解决这个问题,我们通常会在稳压二极管前面加上限流电阻,以限制电流大小。
本文将介绍如何计算稳压二极管限流电阻的方法。
一、稳压二极管的基本原理稳压二极管是一种半导体器件,它具有正向电压降和稳定的反向击穿电压。
当输入电压超过稳压二极管的反向击穿电压时,稳压二极管会开始导电,将多余的电流通过自身消耗掉,从而保持输出电压稳定。
稳压二极管通常被用于电源电路中,以保证输出电压的稳定性。
二、稳压二极管的限流问题尽管稳压二极管可以将输入电压转换为稳定的输出电压,但它也存在一个问题,即其输入电流可能会超过其承受范围,导致其烧毁。
例如,在电源电路中,当负载电流突然增加时,输入电流可能会瞬间增大,从而导致稳压二极管烧毁。
为了避免这种情况的发生,我们需要在稳压二极管前面加上限流电阻,以限制电流大小。
三、计算稳压二极管限流电阻的方法计算稳压二极管限流电阻的方法主要有两种,分别是基于功率和基于电流的计算方法。
基于功率的计算方法基于功率的计算方法是一种简单而直观的计算方法,它的基本原理是根据稳压二极管的最大功率承受能力来确定限流电阻的大小。
具体计算公式如下:R = (Vin - Vout) / Imax其中,R为限流电阻的阻值,Vin为输入电压,Vout为稳压二极管的输出电压,Imax为稳压二极管的最大允许电流。
例如,如果我们使用的是1N4007稳压二极管,其最大允许电流为1A,最大功率为3W,输入电压为12V,输出电压为5V,那么我们可以根据上述公式计算出限流电阻的大小:R = (12V - 5V) / 1A = 7Ω因此,我们可以选择一个7Ω的限流电阻来保护稳压二极管。
基于电流的计算方法基于电流的计算方法是一种更加精确的计算方法,它的基本原理是根据稳压二极管的电流-电压特性曲线来确定限流电阻的大小。
齐纳二极管(稳压二极管)工作原理与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,假设电压超过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。
假设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,但当逆向电压到达崩溃电压时,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),下列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那么保持恒定,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。
这个漏电流一直保持一个常数,直到反向电压超过某个特定的值,超过这个值之后PN结突然开场有大电流导通〔图 1.15〕。
稳压二极管动态电阻推导稳压二极管,也叫Zener稳压二极管,是一种特殊功能的电子元器件,它可以将电路中的电压稳定在一个特定的值上。
在各种电子设备中被广泛使用,如功率供应、升压器、数字电路、模拟电路等。
在实际应用过程中,我们需要知道稳压二极管的动态电阻,本文将对稳压二极管的动态电阻推导做详细介绍。
稳压二极管的基本原理稳压二极管,是一种能够维持在特定电压范围内给峰值反向电流的二极管。
当在反向电压达到或大于它的特定电压(Zener电压)时,它的反向电流显著增加,但是其正向电流极其微小。
当反向电压在特定电压范围内时,稳压二极管的电阻很小并且维持在一个几乎不变的值上,称为稳定电阻。
因此,它可以抵消电路中的负载变化和输入电压的波动,使得电路中的输出电压保持恒定。
稳压二极管的动态电阻稳压二极管的动态电阻,是指稳压二极管在Zener电压范围内的电流变化对反向电压的响应程度,通俗地说就是稳压二极管的电阻变化,也叫导通电阻。
当稳压二极管处于正向偏压时,它的动态电阻很小,接近于零。
在此状态下,它像一个普通的二极管,其反向电流几乎可以忽略不计。
当稳压二极管处于反向偏压时,它的动态电阻显著增加,而且在反向电压达到或大于特定电压(Zener电压)时,电流的微小增加会导致导通电阻显著减小。
稳压二极管的动态电阻与输入电流的变化率有关,其中动态电阻是输入电流的变化(△I)与输出电压的变化(△Vz)之比,即动态电阻rz= △Vz/△I。
动态电阻的计算稳压二极管的动态电阻rz的计算可以通过以下公式进行推导:rz=dVz/dIz其中dVz/dIz表示稳压二极管的微分斜率(differential slope),定义为在Iz电流下,Zener二极管电流变化的电压变化率,也就是说,当稳压二极管输出电压变化1mV时,反向电流变化的电流值。
其单位通常是欧姆(Ω)。
实际电路中,稳压二极管由于自身的非线性,引起dVz/dIz的变化,这种变化称为斜率变化(slope variation)。
稳压二极管计算公式稳压二极管是一种常用的电子元件,其主要用途是为电路提供稳定的电压。
稳压二极管能够将输入电压稳定在一个较为恒定的值,从而保证电路中其他器件的正常工作。
在计算稳压二极管时,需要使用一些公式来进行计算。
首先,我们来了解一下稳压二极管的工作原理。
稳压二极管是基于二极管的基本原理构建而成的,其主要特点是具有一个正向工作区和一个反向工作区。
当稳压二极管处于正向工作区时,其正向压降较小,电流较大;而当稳压二极管处于反向工作区时,其反向压降较大,电流极小。
在稳压二极管计算中,常用的公式是稳定电压计算公式和最大功率计算公式。
稳定电压计算公式可以用来确定稳压二极管的正向工作区的电压,而最大功率计算公式可以用来确定稳压二极管能够承受的最大功率。
稳定电压计算公式如下:稳定电压 = 阈值电压 + 稳定电流× 内阻其中,阈值电压指的是稳压二极管的工作电压范围,典型值为0.6V或0.7V。
稳定电流表示稳压二极管的工作电流,内阻表示稳压二极管的动态电阻,一般在数据手册中可以找到该值。
通过根据电路所需的稳定电压和内阻值,我们可以计算出所需的稳定电流。
最大功率计算公式如下:最大功率 = 稳定电压× 稳定电流这个公式用来计算稳压二极管能够承受的最大功率。
在电路设计中,我们需要确保稳压二极管的工作电流和工作功率不超过其最大额定值,以保证元件的正常工作和长寿命。
在实际应用中,我们还需要注意一些细节问题。
例如,稳压二极管在使用过程中需要考虑其热效应,因为功率较大时会产生较高的热量,需要在散热等方面提供合适的解决方案。
另外,选择合适的稳压二极管型号和参数也是非常重要的,应根据电路所需的稳定电压、工作电流和功率,选择合适的稳压二极管进行设计。
综上所述,稳压二极管计算公式在电路设计中非常重要,可以帮助我们计算稳压二极管的稳定电压和最大功率,从而保证电路的正常工作。
同时,在使用稳压二极管时,我们还需要考虑其热效应和选择合适的型号和参数。
稳压管限流电阻计算稳压管限流电阻是在稳压电路中起到限制和稳定输出电流的元件。
在稳压电路中,稳压管扮演着重要的角色,其主要功能是通过调节电阻来保持稳定的输出电压。
为了确保稳压管正常工作,我们需要计算适当的限流电阻值。
限流电阻计算通常基于稳压管的最大工作电流和额定电压降。
稳压管的最大工作电流是指在最坏情况下,稳压管能够承受的最大电流。
额定电压降是稳压管在正常工作条件下的额定电压降。
首先,我们需要确定稳压管的最大工作电流和额定电压降。
一般来说,稳压管的最大工作电流可以在稳压管的规格书中找到。
额定电压降取决于使用的稳压管的类型和应用。
接下来,我们可以使用以下公式计算限流电阻的值:限流电阻 = (输入电压 - 稳定输出电压) / 最大工作电流通过这个公式,我们可以计算出限流电阻的值,并选择最接近的标准电阻值。
一般来说,我们选择最接近的标准电阻值,然后通过并联或串联其他电阻来获得所需的准确限流电阻值。
需要注意的是,在计算限流电阻时,我们还需要考虑稳压管的功率损耗。
稳压管的功率损耗可以通过以下公式计算:功率损耗 = 限流电阻 × (工作电流)^2我们需要确保稳压管和限流电阻能够承受所产生的功率损耗。
如果功率损耗过大,可能会导致稳压管过热甚至损坏。
除了以上的计算方法,还有一些其他因素需要考虑。
例如,考虑额定功耗和温度系数等因素以确保稳压管的稳定性和可靠性。
此外,稳压管限流电阻的计算还可以根据具体应用需求进行调整。
不同的应用可能需要不同的稳定输出电压和电流范围,因此我们需要根据实际需求进行调整计算。
在实际应用中,精确计算稳压管限流电阻是确保稳压电路正常工作和提供稳定输出电压的重要步骤。
根据稳压管的最大工作电流和额定电压降,我们可以计算出限流电阻的值,并选择合适的标准电阻值。
此外,我们还需要考虑功率损耗和其他因素来确保稳压电路的可靠性和稳定性。
二极管限流电阻计算
二极管限流电阻的计算是电子电路设计中的一个重要环节,它关乎到二极管的正常工作以及其寿命。
限流电阻的主要作用是限制通过二极管的电流,以防止其因过流而损坏。
首先,我们需要了解二极管的基本特性。
二极管是一种具有单向导电性的器件,它只允许电流在一个方向上流动。
当正向电压施加在二极管上时,它会导通,电流可以从正极流向负极;而当反向电压施加在二极管上时,它会截止,电流几乎不流动。
在设计电路时,我们通常会在二极管的正极串联一个电阻,这个电阻就是限流电阻。
限流电阻的阻值选择需要根据二极管的额定电压和额定电流来确定。
如果电阻值太小,会导致通过二极管的电流过大,可能会损坏二极管;如果电阻值太大,会导致电路中的电压降过大,影响电路的正常工作。
限流电阻的计算公式通常是:R = (Vcc - Vd) / Id,其中R是限流电阻的阻值,Vcc 是电源电压,Vd是二极管的额定电压,Id是二极管的额定电流。
通过这个公式,我们可以根据已知的电源电压、二极管额定电压和额定电流来计算出限流电阻的阻值。
需要注意的是,在实际应用中,还需要考虑二极管的工作环境和散热条件等因素,以确保电路的稳定性和可靠性。
此外,不同类型的二极管(如硅二极管和锗二极管)具有不同的电压和电流特性,因此在计算限流电阻时也需要考虑这些因素。
总之,二极管限流电阻的计算是电子电路设计中的重要环节,需要综合考虑多种因素来确定合适的电阻值。
通过合理的计算和设计,可以确保二极管在电路中正常工作,并提高其使用寿命。
限流电阻计算公式
限流电阻是电路中用于限制电流流动的电阻,常用于保护电子元件和设备。
其计算公式如下:
限流电阻阻值 R = (电源电压 - 元件额定电压) / 电流
其中,电源电压是指电路所接的电源的电压,元件额定电压是指电子元件标称的工作电压,电流是指电路中的电流大小。
在计算时,应该选择一个符合实际的电流值。
如果所得阻值无法满足实际要求,可以选取相邻标准阻值进行串联或并联组合,以达到所需阻值。
需要注意的是,限流电阻的功率应该根据实际的电流和阻值来选择。
功率过小会导致电阻过热,甚至烧毁,功率过大则会浪费电能,增加电路成本。
因此,在选择限流电阻时,需要综合考虑阻值、功率、电流等因素,以达到合适的选择。
- 1 -。
限流电阻的计算方法首先,我们需要了解限流电阻的基本原理。
限流电阻通常是通过欧姆定律来计算的。
欧姆定律表明,电流、电压和电阻之间存在着简单的线性关系,即电流等于电压除以电阻。
这个基本的公式可以帮助我们计算限流电阻的数值。
在实际应用中,我们通常需要根据具体的电路要求来计算限流电阻的数值。
首先,我们需要确定电路中的电压和所需的电流大小。
然后,根据欧姆定律,我们可以通过简单的代数运算来计算出限流电阻的数值。
具体的计算公式如下:R = V/I。
其中,R表示限流电阻的数值,单位为欧姆(Ω);V表示电路中的电压,单位为伏特(V);I表示所需的电流大小,单位为安培(A)。
举个例子,假设我们有一个电路,电压为12伏特,需要限制电流为2安培,那么我们可以通过欧姆定律来计算出限流电阻的数值:R = 12V/2A = 6Ω。
这样,我们就得到了限流电阻的数值为6欧姆。
这个数值可以帮助我们选择合适的限流电阻元件,以确保电路工作的稳定性和安全性。
除了使用欧姆定律来计算限流电阻的数值外,我们还可以通过功率公式来验证所选的限流电阻是否符合要求。
功率公式表明,功率等于电压乘以电流,即P = VI。
通过这个公式,我们可以计算出限流电阻上的功率,以确保所选的限流电阻元件能够承受所需的功率。
综上所述,限流电阻的计算方法主要是通过欧姆定律来计算其数值,然后通过功率公式来验证所选的限流电阻是否符合要求。
在实际应用中,我们需要根据具体的电路要求来计算限流电阻的数值,以确保电路工作的稳定性和安全性。
希望本文对大家有所帮助,谢谢阅读!。
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。
稳压管的图形符号和伏安特性曲线如图1所示由图1可知,稳压管在伏安特性的击穿区间电流变化很大,而稳压管上的电压变化很小。
稳压管工作时,应加上反向击穿电压,流过稳压管的电流时反向电流,在击穿区域的反向电流较大,因此稳压管在击穿区的交流电阻很小,大约为几欧到几十欧,有时可近似为零。
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,假设电压超过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。
假设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,但当逆向电压到达崩溃电压时,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),下列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。
这个漏电流一直保持一个常数,直到反向电压超过某个特定的值,超过这个值之后PN结突然开始有大电流导通〔图1.15〕。
稳压二极管电流计算稳压二极管是一种常用的电子元件,用于稳定电路中的电压。
它能够将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压,保证电路正常工作。
稳压二极管的原理是基于二极管的正向压降与反向压降之间的关系。
正向压降是指二极管正向导通时产生的电压降,一般为0.6V至0.7V。
而反向压降则是指二极管在反向工作时的电压降,一般为几伏至几十伏。
稳压二极管的工作原理是利用其特殊的PN结构,在一定的工作条件下,能够维持一个稳定的反向压降。
当输入电压超过稳压二极管的额定值时,它会自动调整电流,保持输出电压不变。
这种特性使得稳压二极管成为电子电路中常用的稳压元件。
稳压二极管电流计算是指在给定的工作条件下,计算稳压二极管的电流值。
通常情况下,稳压二极管的电流值是由外部电阻决定的。
根据欧姆定律,电流等于电压除以电阻。
因此,我们可以通过选择合适的电阻值来控制稳压二极管的电流。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求来选择稳压二极管和电阻的数值。
首先,我们需要确定所需的输出电压,然后根据稳压二极管的特性曲线,找到对应的工作点。
在该工作点上,我们可以得到稳压二极管的额定电流值。
接下来,我们可以根据欧姆定律计算所需的电阻值。
需要注意的是,稳压二极管的额定电流值是指在正常工作条件下,稳压二极管所能承受的最大电流。
因此,在计算电阻值时,我们需要选择一个合适的安全系数,以确保稳压二极管的正常工作。
除了电阻值,稳压二极管的电流还受到温度的影响。
温度升高会导致稳压二极管的电流增大,因此在实际应用中,我们需要考虑温度对电流的影响,并进行相应的修正。
总结起来,稳压二极管电流计算是根据稳压二极管的特性曲线和欧姆定律,通过选择合适的电阻值来控制稳压二极管的电流。
通过合理计算和选择,我们可以确保稳压二极管在电路中起到稳定电压的作用,保证电路的正常工作。
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。
稳压管的图形符号和伏安特性曲线如图1所示
由图1可知,稳压管在伏安特性的击穿区间电
流变化很大,而稳压管上的电压变化很小。
稳压管工作时,应加上反向击穿电压,流过稳
压管的电流时反向电流,在击穿区域的反向电流较
大,因此稳压管在击穿区的交流电阻很小,大约为
几欧到几十欧,有时可近似为零。
使用稳压管时,
一定要有限流电阻,否则稳压管会因电流过大而发
生热击穿。
稳压电路的组成及作用:为了消除由于电网电
压的波动及负载的变化引起的输出直流电压不稳定,必须在整流滤波后解稳压电路。
稳压电分为两类,一类是自动调节部分与输出部分并联,另一类则与输出部分串联。
其中,稳压二极管在稳压电路起到不可替代的作用。
图2所示为一个典型的由稳压管和电阻组成的稳压电路。
在图2中,R为限流电阻,Vs为稳压管,R0为
负载电阻。
当输入电压Ui变化时,电路可以经过一个
自动调节的过程使负载电阻上的电压(输出电压Uo)
基本不变。
若家电股U1升高,则有以下调节的过程:
Ui上升使输出电压Uo有上升的趋势,使稳压管
Vs上的反向电压升高,稳压管的电流Iz迅速增加,
这是R上的电流增加,使R上的压降增加,因
Uo=Ui-Ur,Uo有下降趋势,故Uo基本不变,此电路
工作的实质是将输入电压的变化转化为电阻R上电压变化,而使输出电压变化不大。
要使电路正常工作,稳压管的电流要限制在一定范围之内,即在Imin和Imax之间(稳压管电流小于最小电流时,不能起到稳压作用;稳压管电流大于最大值时,稳压管有可能烧毁)。
稳压管工作时的消耗一定要确保小于额定值。
对图2可以写出两个特殊情况下的表达式:当负载电流最小(即I L=I Lmin)且输入电压最大(Ui=Umax)时,Iz最大,即Is=Imax;当负载电流最大时(即I L=I Lmax)且输入电压最小(即Ui=Umax)时,Iz最小,即Iz=Izmin。
在这两种情况下R的表达式分别如下:
Iz最大时R=(Uimax-Uz)/(Iz max+I Lmin)(1-12)
Iz最小时R=(Uimin-Uz)/(Iz min+I Lmax)(1-13)
一般Iz min取值为0.1Iz max(若元件参数中提供了具体值,需参考具体值),因此式(1-13)可以写为R=(Uimax-Uz)/(0.1Iz max+I Lmax)(1-14)式(1-12)和式(1-14)相等,因此有
(Uimax-Uz)/(Iz max+I Lmin)=(Uimax-Uz)/(0.1Iz max+I Lmax)(1-15) 式(1-15)可以确定使用稳压二极管最大工作电流Iz max,从而可以选用合适功率的稳压管。
四、限流电阻
顾名思义就是限制电流的电阻,它在电路中的作用主要有两个,一是在确定的电压条件下,使电路中的电流限制在一定数值以下;一是在电压反常(如超压)情况下,对电路主板起着保护作用,即牺牲限流电阻保护主板(相当于保险管的作用)。
在稳压电路中,电阻RL是负载电阻,R为稳压调整电阻(也称为限流电阻),D为稳
压管。
按稳压电路设计准则,在输入电压基本不变时,RL变小时,流过RL的电流增加,但流过D的电流却减少。
(1)怎样计算稳压二极管的限流电阻?
下图电路中,稳压二极管负起调节作用,当负载电流减少时,限流电阻两端电压降便下降,输出电压上升,即相对地加大稳压二极管的反向电压,稳压电流IZ上升,使IRS亦上升,限流电阻RS的降压便上升,输出电压下降,结果输出电压保持不变。
缺点是不能获得较大输出电流。
(2)电压调节百分比:%V.R
电压的稳定程度,比数愈低愈好,
当直流电压输入VS或负载电流IL变
动,其输出Vo可以保持在一定范围内
不变。
%V.R=[(V NL-V FL)/V FL]x100%
V NL:无负载时的电压输出
V FL:满载时的电压输出
(3)限流电阻的计算
限流电阻(R S) : (1)提供V Z之工作电流。
(2)保护V Z不受过流损坏。
两个极端情况:
当V S=V S(M ax),I L=I L(M in) 时
Rs>[V S(M ax)-V Z]/[Iz(max)+I L(M in)]
Rs=Rs(min),Iz(max)等于最大工作电流
所以:[V S(M ax)-V Z]/[Iz(max)+I L(M in)]<Rs<[V S(Min)-V Z]/[Iz(min)+I L(Max)] (4)稳压管二极管在电源中的作用
当V S=V S(M ax),I L=I L(M in) V RS=V S-V Z
Is=I L+I Z
所以:Rs<{V S(Min)-V Z]/[Iz(min)+I L(Max)]
例:设计一个由稳压管组成的稳压电路,保证负载能得到6V
的稳定电压,负载电流的变化范围是0~100mA,输出电压变
化范围是9~11V。
解:设计电路如图1-32所示。
题目要求负载得到的6V的稳定电压,因此选稳压
值为6V的稳压管,由式(1-15)可求出稳压管的最大
工作电流。
(Uimax-Uz)/(Iz max+I Lmin)=(Uimax-Uz)/(0.1Iz max+I Lmax)(1-15)
即
(11-6)/(Iz max+0)=(9-6)/(0.1Iz max+100)
可求出Iz max=200nA。
因此,稳压管的最大管耗是P z max=Iz max Uz=0.2x6W=1.2W.
一般在电路设计中都要留有余地,因此要选Iz max和P z max均比计算值大的稳压管。
限流电阻用式(1-12)可以求出
R=(Uimax-Uz)/(Iz max+I Lmin)=(11-6)/(0.2+6)=25Ω
五、选择二极管的基本原则
1.要求导通电压低时选锗管;要求反向电流小时选硅管。
2.要求导通电流大时选面结合型;要求工作频率高时选点接触型。
3.要求反向击穿电压高时选硅管。
4.要求耐高温时选硅管。
六、串联型稳压电路
1、基本调整稳压电路
为了使稳压管稳压电路输出大电流,需要加晶体管放大。
稳压原理:电路引入电压负反馈,输出稳定电压。
调整管的作用及提高稳压性能
不管什么原因引起Uo变化,都将通过Ice和Uce的调节使Uo稳定,故称晶体管为调整管。
若能提高电路的稳压性能,则应加深电路的负反馈,即提高放大电路的放大倍数。
2、具有放大作用的放大电路
稳压原理:若由于某种原因使Uo增大,则Uo↑→Un↑→Ub↓→Uo↓
输出电压的调节范围:
七、并联型稳压电路
并联型稳压电路是将稳压管与负载电阻并联,稳压管工作在反向击穿区,可在一定条件下使输出电压基本不变,从而起到稳压作用,如图所示
适用于电压固定,输出电流不大,且负载变化不
大的电路中。
稳压原理:Uo上升,稳压管的电流Iz增加,这是R上的电流增加,使R上的压降增加,Uo下降,所以Uo变化基本不变。
八、总结
稳压管在实际电路应用中,应用非常广泛,利用稳压二极管的稳压特性,巧妙的设计电路,得到人们想要的结果。
稳压二极管串并联电路的可移植性非常好,适用于许多环境。
若电路使用不当,会起到相反作用,因为稳压管的稳压范围非常小,所以很容易击穿导致损坏,只有在适当的击穿范围使用才能体现其最佳的使用效果。