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1、1 1第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路第三节第三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路的组成和工作原理硅稳压管稳压电路的组成和工作原理硅稳压管稳压电路的组成和工作原理硅稳压管稳压电路的组成和工作原理稳压电路中限流电阻的选择稳压电路中限流电阻的选择稳压电路中限流电阻的选择稳压电路中限流电阻的选择稳压电路的主要指标稳压电路的主要指标稳压电路的主要指标稳压电路的主要指标稳压电路的内阻和稳压系数稳压电路的内阻和稳压系数稳压电路的内阻和稳压系数稳压电路的内阻和稳压系数下页下页总目录总目录2 2第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路一、稳压电路的主要指标1. 1.内阻内
2、阻内阻内阻 R ROO2. 2.稳压系数稳压系数稳压系数稳压系数 S Sr r定义为：定义为：经过整流滤波后输入到稳压电路的直流电压经过整流滤波后输入到稳压电路的直流电压U UI I不变时，不变时，稳压电路的输出电压变化量稳压电路的输出电压变化量 U UOO与输出电流与输出电流 I IOO变化量之比。变化量之比。定义为：定义为：当负载不变时，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。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。下页下页上页上页首页首页3 3第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路I IR RR RU UI I+ +- -R RL L
3、I IL LU UOO+ +- -I IZ ZVDVDZ Z二、二、硅稳压管稳压电路的组成和工作原理1. 1. 假设稳压电路的输入电压假设稳压电路的输入电压假设稳压电路的输入电压假设稳压电路的输入电压U UI I保持不变，保持不变，保持不变，保持不变，R R上的压降上的压降上的压降上的压降I IZ Z将急剧减小将急剧减小将急剧减小将急剧减小I IR R也将减小也将减小也将减小也将减小U UOO维持基本稳定维持基本稳定维持基本稳定维持基本稳定必不可少必不可少必不可少必不可少下页下页上页上页首页首页4 4第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路2. 2. 假设负载电阻假设负载电阻假设负载电阻
4、假设负载电阻R RL L保持不变，保持不变，保持不变，保持不变，R R上的压降增大上的压降增大上的压降增大上的压降增大I IZ Z将急剧增加将急剧增加将急剧增加将急剧增加I IR R也将增加也将增加也将增加也将增加U UOO维持基本稳定维持基本稳定维持基本稳定维持基本稳定当电网电压波动或负载电流变化时，当电网电压波动或负载电流变化时，当电网电压波动或负载电流变化时，当电网电压波动或负载电流变化时，通过调节通过调节通过调节通过调节R R上的压降来保持输出电压基本不变。上的压降来保持输出电压基本不变。上的压降来保持输出电压基本不变。上的压降来保持输出电压基本不变。下页下页上页上页I IR RR R
5、U UI I+ +- -R RL LI IL LU UOO+ +- -I IZ ZVDVDZ Z首页首页5 5第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路三. 稳压电路的内阻和稳压系数1. 1. 内阻内阻内阻内阻 R Ro oR Ro o定义为：定义为：定义为：定义为：直流输入电压直流输入电压直流输入电压直流输入电压U UI I不变时，不变时，不变时，不变时，输出端的输出端的输出端的输出端的 U UOO与与与与 I IOO之比。估算之比。估算之比。估算之比。估算R Ro o时时时时R RL L应开路。应开路。应开路。应开路。R R+ +- -r rZ Z U UI I = = 0 0估算稳压
6、电路 Ro 的等效电路r rZ Z为稳压管的动态内阻。为稳压管的动态内阻。为稳压管的动态内阻。为稳压管的动态内阻。一般情况下满足一般情况下满足一般情况下满足一般情况下满足r rZ Z R R , , 所以可简化为所以可简化为所以可简化为所以可简化为 R Ro o r rZ Z r rZ Z 愈小，愈小，愈小，愈小， 负载变化时，稳压电路的稳压性能愈好。负载变化时，稳压电路的稳压性能愈好。负载变化时，稳压电路的稳压性能愈好。负载变化时，稳压电路的稳压性能愈好。 下页下页上页上页首页首页6 6第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路2. 2. 稳压系数稳压系数稳压系数稳压系数 S Sr r
7、U UO O = =rZ Z / / R RL L( (rZ Z / / R RL L) + ) + R R U UI I S Sr r = = U UO O / / U UOO U UI I / / U UI IU UI IU UOOrZ ZR Rr rZ Z 愈小，愈小，愈小，愈小， R R 愈大，则愈大，则愈大，则愈大，则 S Sr r 愈小，愈小，愈小，愈小， 即电网电压波动时，稳压电路的稳压性能愈好。即电网电压波动时，稳压电路的稳压性能愈好。即电网电压波动时，稳压电路的稳压性能愈好。即电网电压波动时，稳压电路的稳压性能愈好。 S Sr r定义为：定义为：定义为：定义为：R RL L不
8、变时，稳压电路输出电压与输入不变时，稳压电路输出电压与输入不变时，稳压电路输出电压与输入不变时，稳压电路输出电压与输入电压的相对变化量之比。电压的相对变化量之比。电压的相对变化量之比。电压的相对变化量之比。满足满足满足满足r rZ Z R RL L , , r rZ Z R R时时时时 U UO O rZ ZR R U UI I下页下页上页上页R R+ +- -R RL L+ +- -r rZ Z U UI I U Uo o估算 Sr 等效电路首页首页7 7第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路四、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。硅稳压管稳压电路
9、中的限流电阻是很重要的组成元件。硅稳压管稳压电路中的限流电阻是很重要的组成元件。硅稳压管稳压电路中的限流电阻是很重要的组成元件。限流电阻限流电阻限流电阻限流电阻 R R 的阻值必须选择恰当，的阻值必须选择恰当，的阻值必须选择恰当，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，才能保证稳压电路在电网电压或负载变化时，才能保证稳压电路在电网电压或负载变化时，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。很好地实现稳压作用。很好地实现稳压作用。很好地实现稳压作用。I IR RR RU UI I+ +- -R RL LI IL LU UOO+ +- -I IZ ZVDVDZ
10、 Z若限流电阻若限流电阻R的阻值太大，的阻值太大，当当IL增大时，增大时，IZ减小，减小，稳压管可能失去稳压作用；稳压管可能失去稳压作用；若限流电阻若限流电阻R的阻值太小，的阻值太小，当当RL很大或开路时，很大或开路时， IZ增大，增大，稳压管可能被损坏。稳压管可能被损坏。下页下页上页上页首页首页8 8第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路设稳压管允许的最大工作电流为设稳压管允许的最大工作电流为设稳压管允许的最大工作电流为设稳压管允许的最大工作电流为 I IZmaxZmax ，最小工作电流为最小工作电流为最小工作电流为最小工作电流为 I IZminZmin ；电网电压最高时的整流输出电
11、压为电网电压最高时的整流输出电压为电网电压最高时的整流输出电压为电网电压最高时的整流输出电压为 U UImaxImax ，最低时为最低时为最低时为最低时为U UIminImin ; ;负载电流的最小值为负载电流的最小值为负载电流的最小值为负载电流的最小值为 I ILminLmin ， 最大值为最大值为最大值为最大值为 I ILmaxLmax 。则要使稳压管能正常工作，必须满足下列关系：则要使稳压管能正常工作，必须满足下列关系：则要使稳压管能正常工作，必须满足下列关系：则要使稳压管能正常工作，必须满足下列关系：下页下页上页上页I IR RR RU UI I+ +- -R RL LI IL LU
12、UOO+ +- -I IZ ZVDVDZ Z首页首页9 9第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路1. 1. 当电网电压最高和负载电流最小时当电网电压最高和负载电流最小时当电网电压最高和负载电流最小时当电网电压最高和负载电流最小时, , I I Z Z 的值最大：的值最大：的值最大：的值最大：R RU UImaxImax - - U UZ Z- -I I LminLmin U UImaxImax - - U UZ ZI I ZmaxZmax + + I I LminLmin 2. 2. 当电网电压最低和负载电流最大时当电网电压最低和负载电流最大时当电网电压最低和负载电流最大时当电网电压最
13、低和负载电流最大时, , I I Z Z 的值最小：的值最小：的值最小：的值最小：R RU UImaxImax - - U UZ Z- - I I LmaxLmax I I ZminZminR R U UImaxImax - - U UZ ZI IZminZmin + + I ILmaxLmax R RU UI I - - U UZ Z- - I I L L = = I I Z Z 下页下页上页上页I IR RR RU UI I+ +- -R RL LI IL LU UOO+ +- -I IZ ZVDVDZ Z首页首页1010第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路 例例例例10.5.1
14、 10.5.1 图示硅稳压管稳压电路中，设稳压管的图示硅稳压管稳压电路中，设稳压管的图示硅稳压管稳压电路中，设稳压管的图示硅稳压管稳压电路中，设稳压管的U UZ Z =6V=6V, , I IZmaxZmax = 40mA= 40mA，I IZminZmin = 5mA= 5mA ，U UImaxImax = 15V= 15V ，U UIminImin = 12V= 12V ; ; R RLmaxLmax = 600= 600 ， R RLminLmin = 300= 300 。给定当。给定当。给定当。给定当I IZ Z由由由由 I IZmaxZmax变到变到变到变到 I IZminZmin
15、， U UZ Z的变化量为的变化量为的变化量为的变化量为0.35V0.35V。（1 1）试选择限流电阻）试选择限流电阻）试选择限流电阻）试选择限流电阻R R；（2 2）估算在上述条件下的输出电阻和稳压系数。）估算在上述条件下的输出电阻和稳压系数。）估算在上述条件下的输出电阻和稳压系数。）估算在上述条件下的输出电阻和稳压系数。下页下页上页上页I IR RR RU UI I+ +- -R RL LI IL LU UOO+ +- -I IZ ZVDVDZ Z首页首页1111第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路下页下页上页上页I IR RR RU UI I+ +- -R RL LI IL L
16、U UOO+ +- -I IZ ZVDVDZ Z解：解：（1）可取可取R=200。电阻上消耗的功率阻上消耗的功率为：可选可选200，1W的碳膜的碳膜电阻阻。首页首页1212第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路（2）估算稳压系数是，取估算稳压系数是，取UI=0.5（15+12）V=13.5V,则则硅稳压管稳压电路的缺点：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；输出电压由稳压管的型号决定，不可随意调节；电网网电压和和负载电流流变化范化范围较大大时，电路将不能适路将不能适应。为改改进以上缺点，可以采用串以上缺点，可以采用串联型直流型直流稳压电路。路。下页下页上页上页首页首页1313第第三节三节 硅稳压管稳压电路硅稳压管稳压电路上页上页首页首页课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习
