电子设计教程4:稳压管稳压电路

发布时间:2026/9/2 12:25:20
电子设计教程4:稳压管稳压电路 良好的电源是一切电路工作的基础。电源质量不过关的电路就像得了心脏病的病人。能够为负载提供稳定的电源的装置就是稳压电源。我们常把稳压电源分成两类线性稳压电源和开关稳压电源。线性电源与开关电源的区别所谓“线性”电源是与“开关”电源相对应的。开关电源通过控制某个器件的通断时间实现稳压。它的优点体积小重量轻功耗小稳压范围宽效率较高通常在80%~90%。它的缺点输出纹波电压较高噪声较大电压调整率等性能也较差特别是对模拟电路供电时将产生较大的影响。线性电源的稳压器件工作在线性状态下。它的优点稳定性好瞬态响应速度快可靠性高输出电压精度高输出纹波电压精度小。它的缺点变换效率较低尤其是在输入输出电压差较大的情况下。如果输出电流也较大会有明显的发热发烫现象甚至可能烧坏调整管。稳压二极管的工作原理稳压二极管又称齐纳二极管简称稳压管。稳压管在反向击穿时在一定的电流范围内端电压几乎不变表现出稳压特性因而广泛应用于稳压电源与限幅电路之中。它的正向伏安特性曲线与普通二极管类似。实际应用时常常反向接入电路中。当稳压管外加反向电压的数值大于某个特定数值则击穿电流瞬间增大而电压几乎不变。这个特定数值称为反向击穿电压。对于普通二极管来说反向击穿以后二极管失去了单向导电性可以说就坏掉了。但是二极管的反向击穿是可逆的当去掉反向电压后稳压二极管又恢复正常。但是如果反向电流太大稳压管会发生热击穿被烧坏这是不可逆的。图 稳压管的伏安特性稳压管的参数在规定电流下稳压管的反向击穿电压被称为稳定电压Uz。这是选用稳压管最关心的参数。例如SMAJ5.0稳压管的稳定电压大约是5V严格来说指的是这个稳压管可以用于5V工作场景它的反向击穿电压略大于5V。当稳压管工作在稳压状态时的参考电流称为稳定电流。如果电流低于某个值稳压管无法工作在稳压状态这个最小的稳定电流写作Imin如果电流大于某个值稳压管就会烧坏那么这个最大的稳定电流写作Imax。可以看出规定电流的大小有一个范围通过伏安特性曲线稳定电压Uz其实也是一个范围。稳定电压与最大稳定电流Imax的乘积是额定功耗。通常额定电压与器件封装大小有关例如SMAJ5.0稳压管的封装是SMA它的额定功耗是1W。这个稳压管的名字中包含了功耗与稳定电压两个信息可以由此计算出最大稳定电流是200mA。从伏安特性曲线中可以看出只要不超过稳压管的额定功率电流越大稳压效果越好。使用稳压管作为稳压电源将电阻与稳压管串联就是一个简单的稳压电路。稳压管的稳定电压与流过稳压管的电流相关而改变电阻值的大小可以改变流过稳压管的电流的大小也可以微调稳定电压。并联的电容可以吸收稳压二极管的齐纳噪声以改善稳压二极管的输出特性。在不带负载时根据欧姆定律可以轻松写出计算稳定电流的公式