分类目录归档:电子技术

典型稳压器稳压电路


典型稳压管稳压电路如下图所示,由限流电阻R和稳压管ZD组成基准稳压电路。

Ui是输入电压;U0是输出电压,即稳压器两端的电压Uz,它既可以作为基准电压源,也可以单独作为输出电压,供负载电流较小的电路使用。

由上图可知,U0=Ui-IrR=Uz。当输入电压Ui增大时,输出电压U0将上升,使稳压管ZD的反向电压略有增加,随之流过稳压管ZD的电流增加,于是Ir=Iz+IL增加,限流电阻R上的压降IrR将增大,使得U1增量的大部分压降在R上,从而使输出电压U0基本维持不变。反之,当Ui下降时,R上的压降减小,故也能维持输出电压不变,这就是稳压管的稳压原理。

可见,稳压管的电流调节作用是这种稳压电路能够稳压的关键,即利用稳压管端电压Uz的微小变化,引起电流Iz的较大变化,通过R调整电压,保证输出电压基本恒定。

稳压管的主要参数

稳压管的参数较多,下面简要介绍几个常用的参数。

1、稳定电压Uz

Uz是稳压管工作在反向击穿区时的稳定工作电压。稳定电压Uz是根据要求挑选稳压管的主要依据之一。

2、稳定电流Iz

Iz是使稳压管正常工作的参考电流,若工作电流低于Iz,则二极管的稳压性能变差;若工作电流高于Iz,只要不超过额定功耗,稳压管可以正常工作,并且一般情况来说,工作电流较大时稳压性能较好。

3、最大稳定电流Izm

稳压管工作于击穿状态时,为保证二极管的耗散功率不超过Pz,规定的最大工作电流,称为最大稳定电流Izm。

4、额定功耗Pz

稳压管在稳定工作时,需要消耗一定的功率,会把电能转换成热能。为了保护二极管不至于过热而损坏,规定了每种二极管的额定功耗,数值为稳定电压Uz和最大稳定电流Izm的成绩。也就是功率等于电压乘以电流。

5、稳定电压的温度系数αz

当温度变化时,稳定电压也将发生微小的变化。通常用温度每升高一度,稳定电压值的相对变化量来表示稳压管的温度稳定性,称为稳定电压温度系数。一般情况下,稳压管的稳定电压大于7v时,αz为正值,具有正温度系数;稳压管的稳定电压小于4V,αz为负值,具有负温度系数;稳压管的稳定电压在4-7V时,温度系数最小。

二极管限幅电路

什么是限幅电路

二极管最基本的工作状态是导通与截至,我们利用这一特性可以构成限幅电路。

所谓限幅电路,是指限制电路中某一定的信号幅度大小,当信号幅度大于某一点,不让信号幅度再增大。

二极管下限幅电路

在限幅电路中,当二极管位于电路的串联臂时,便构成了串联限幅电路。串联限幅电路分为下限幅电路和上限幅电路。


如上是串联下限幅电路,我们只要变换二极管的极性,就变成了串联上限幅电路。

串联限幅电路类似于半波整流电路,设二极管的管压降为0.6V。当输入电压大于0.6V时,二极管导通;当输入电压小于0.6v时,二极管截至。因此输出端电压只能得到0.6V以上的信号波形。

二极管并联限幅电路

当二极管位于电路的并联臂时,便构成了并联限幅电路。并联限幅电路也分为下限幅电路和上限幅电路。

如上是并联上限幅电路,我们只要变换二极管的极性,就变成了串联下限幅电路。

并联限幅电路中的二极管与电阻位置与前面介绍的串联限幅电路颠倒了一下,我们讲解下限幅电路,设二极管压降为0.6V。当输入电压大于0.6V时,二极管截至,此时输出端电压波形与输入端波形相同;当输入电压小于0.6V时,二极管导通,输出端无输出。课件,输出端电压只能得到0.6V以上的信号波形。

二极管双限幅电路

将上、下限幅器组合在一起,就组成了如图所示的双向限幅电路。

二极管的主要参数

用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标,称为二极管的参数。

(1)最大整流电流

最大整流电流是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为二极管工作时,会产生热量,温度上升,温度超过容许限度时,就会使管芯过热而损坏。

(2)最高反向工作电压

加在二极管两端的反向电压达到一定值时,会将二极管击穿,失去单向导电能力。为了保证二极管的使用安全,我们规定了最高反向工作电压值。

(3)反向电流

反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下,流过二极管的电流。反向电流越小,二极管的单向导电性能越好。值得注意的是,反向电流与温度有着密切的关系,温度大约每升高10摄氏度,反向电流增大一倍。

(4)最大整流电流下的正向电压降

当正向电流流过二极管时,二极管两端就会产生正向压降,在一定的正向电流下,二极管的正向压降越小越好。在通常情况下,锗二极管的正向压降不超过0.3V,硅二极管的正向压降不超过0.7V。测试时,如果二极管的正向压降超过了规定的数值,二极管就不合格。

(5)最高工作频率

由于PN结存在结电容和扩散电容,二极管最高工作频率受到限制。因此,各型号的二极管都规定了最高工作频率,在选用或更换二极管时,要使二极管的最高工作频率高于实际使用的工作频率。

提示:二极管的PN结,即P型和N型两块半导体之间构成一个电容量很小的电容,叫做极间电容。由于电容的容抗随频率的增高而减小。所以PN结工作于高频时,高频信号容易被极间电容反馈而影响PN结的工作。但在直流或低频下工作时,极间电容对直流和低频的阻抗很大,故一般不会影响PN结的工作性能。PN结的面积越大,极间电容量越大,影响也越大,这就是面接触型二极管(如整流二极管)不能用于高频工作的原因。

稳压二极管特性

稳压二极管是利用二极管的击穿特性,即利用二极管工作在反向击穿区,反向电流变化很大的情况下,反向电压变化则很小,从而表现出很好的稳压特性。

稳压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,故稳压二极管主要被作为稳压器或电压基准器件使用。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。

二倍压整流电路

上图是二倍压整流电路,u2在正半周时,二极管VD1导通,VD2截止,那么C2和Rfz是不通电的。这时候C1被充电,将C1上的电压充到接近跟根号2 u2。在u2的负半周时,VD2导通,VD1截止,此时C1电压为根号2 u2,和电源电压叠加,对C2充电,充电电压2根号2 u2。如此反复充电,C2上的电压基本上就是2根号2 u2了。它的值是变压器次级峰值电压的两倍,所以叫做二倍压整流电路。由于C2和Rfz是并联,并联电压相等,那么负载就成功获得了二倍的电压。

三倍压整流电路

由二倍压整流电路,如上我们可以组成三倍压整流电路。

桥式整流电路

如上图是变压器在正半周和负半周时,导通的二极管和回路情况。图a中,VD1和VD3导通,VD2和VD4截止,形成回路,图b则相反。

另外,桥式整流电路中每只二极管所承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整流电路小一半。