《模电》教学10第三节 硅稳压管稳压电路
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
UO UI UR
当UI
UO
IZ将急剧增加
IR也将增加
UO维持基本稳定 UO
R上的压降增大
当电网电压波动或负载电流变化时， 通过调节R上的压降来保持输出电压基本不变。
4
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
三. 稳压电路的内阻和稳压系数
1. 内阻 Ro
Ro定义为：直流输入电压UI不变时，
输出端的ΔUO与ΔIO之比。估算Ro时RL应开路。
Ro
UO IO
UI 常数
2.稳压系数 Sr
定义为：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。
Sr
UO UI
/UO /UI
RL 常数
UO UI
UI UO
RL 常数
2
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
二、硅稳压管稳压电路的组成和工作原理
IR 必不可少
+
R IZ
IL
若限流电阻R的阻值太小， 当RL很大或开路时， IZ增大， 稳压管可能被损坏。
7
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
设稳压管允许的最大工作电流为 IZmax ，
最小工作电流为 IZmin ；
电网电压最高时的整流输出电压为 UImax ，
最低时为UImin ;
ΔUI = 0 R
IO
+
rZ
UO
-
估算稳压电路 Ro 的等效电路
rZ为稳压管的动态内阻。
Ro
UO IO
rZ
//
R
一般情况下满足rZ <<R , 所以可简化为 Ro ≈ rZ
rZ 愈小， 负载变化时，稳压电路的稳压性能愈好。
5
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
2. 稳压系数 Sr
Sr定义为：RL不变时，稳压电路输出电压与输入
负载电流的最小值为 ILmin ， 最大值为 ILmax 。
则要使稳压管能正常工作，必须满足下列关系：
8
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
UI - UZ R
- IL=IZ
1. 当电网电压最高和负载电流最小时, I Z 的值最大：
UImax - UZ R
+
wk.baidu.comUI
VDZ
RL UO
-
-
IR IL IZ
UO UI UR
1. 假设稳压电路的输入电压UI保持不变，
当RL
IL
R上的压降
UO
UO维持基本稳定
IR也将减小
3
IZ将急剧减小
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
2. 假设负载电阻RL保持不变，
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
IR IL IZ
12
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
课堂练习
13
上页 首页
6
上页 下页 首页
第三节 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。
限流电阻 R 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，
很好地实现稳压作用。
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
若限流电阻R的阻值太大， 当IL增大时，IZ减小， 稳压管可能失去稳压作用；
（2）估算在上述条件下的输出电阻和稳压系数。
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
10
上页 下页 首页
解：（1）
I L max
UZ RLmin
20
mA
I L min
UZ RLmax
10
mA
第三节 硅稳压管稳压电路
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
R ( 15 6 ) 180 0.04 0.01
第三节 硅稳压管稳压电路
第三节 硅稳压管稳压电路
稳压电路的主要指标 硅稳压管稳压电路的组成和工作原理 稳压电路的内阻和稳压系数 稳压电路中限流电阻的选择
1
下页 总目录
第三节 硅稳压管稳压电路
一、稳压电路的主要指标
1.内阻 Ro
定义为：经过整流滤波后输入到稳压电路的直流电压UI不变时， 稳压电路的输出电压变化量ΔUO与输出电流ΔIO变化量之比。
电压的相对变化量之比。
R
ΔUO =
+
rZ // RL (rZ // RL) +
R
ΔUI
+
ΔUI
rZ RL
-
估算 Sr 等效电路
ΔUO -
满足rZ <<RL , rZ <<R时
ΔUO ≈
rZ
R
ΔUI
Sr =
ΔUO / UO ΔUI / UI
≈
rZ
R
·UUIO
rZ 愈小， R 愈大，则 Sr 愈小，
即电网电压波动时，稳压电路的稳压性能愈好。
- I Lmin < I Zmax
R>
UImax - UZ I Zmax + I Lmin
2. 当电网电压最低和负载电流最大时, I Z 的值最小：
UImin - UZ R
- I Lmax > I Zmin
R<
UImin - UZ IZmin + ILmax
9
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
R ( 12 6 ) 240 0.005 0.02
可取R=200Ω。电阻上消耗的功率为：
(15 6)2 PR [ 200 ] W 0.04 W
可选200Ω，1 W的碳膜电阻。
11
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
（2）
rZ
U Z I Z
( 0.35 ) 10 0.04 0.005
Ro rZ 10
估算稳压系数时，取UI=0.5ⅹ（15+12）V=13.5 V,则
Sr
rZ R
UI UO
10 13.5 200 6
0.11=11%
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；
电网电压和负载电流变化范围较大时，电路将不能适应。
为改进以上缺点，可以采用串联型直流稳压电路。
[例10.5.1] 图示硅稳压管稳压电路中，设稳压管的UZ =6V, IZmax = 40mA，IZmin = 5mA ，UImax = 15V ， UImin = 12V ; RLmax = 600Ω ， RLmin = 300Ω 。给定当 IZ由 IZmax变到 IZmin ， UZ的变化量为0.35V。 （1）试选择限流电阻R；
当UI
UO
IZ将急剧增加
IR也将增加
UO维持基本稳定 UO
R上的压降增大
当电网电压波动或负载电流变化时， 通过调节R上的压降来保持输出电压基本不变。
4
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
三. 稳压电路的内阻和稳压系数
1. 内阻 Ro
Ro定义为：直流输入电压UI不变时，
输出端的ΔUO与ΔIO之比。估算Ro时RL应开路。
Ro
UO IO
UI 常数
2.稳压系数 Sr
定义为：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。
Sr
UO UI
/UO /UI
RL 常数
UO UI
UI UO
RL 常数
2
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
二、硅稳压管稳压电路的组成和工作原理
IR 必不可少
+
R IZ
IL
若限流电阻R的阻值太小， 当RL很大或开路时， IZ增大， 稳压管可能被损坏。
7
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
设稳压管允许的最大工作电流为 IZmax ，
最小工作电流为 IZmin ；
电网电压最高时的整流输出电压为 UImax ，
最低时为UImin ;
ΔUI = 0 R
IO
+
rZ
UO
-
估算稳压电路 Ro 的等效电路
rZ为稳压管的动态内阻。
Ro
UO IO
rZ
//
R
一般情况下满足rZ <<R , 所以可简化为 Ro ≈ rZ
rZ 愈小， 负载变化时，稳压电路的稳压性能愈好。
5
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
2. 稳压系数 Sr
Sr定义为：RL不变时，稳压电路输出电压与输入
负载电流的最小值为 ILmin ， 最大值为 ILmax 。
则要使稳压管能正常工作，必须满足下列关系：
8
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
UI - UZ R
- IL=IZ
1. 当电网电压最高和负载电流最小时, I Z 的值最大：
UImax - UZ R
+
wk.baidu.comUI
VDZ
RL UO
-
-
IR IL IZ
UO UI UR
1. 假设稳压电路的输入电压UI保持不变，
当RL
IL
R上的压降
UO
UO维持基本稳定
IR也将减小
3
IZ将急剧减小
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
2. 假设负载电阻RL保持不变，
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
IR IL IZ
12
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
课堂练习
13
上页 首页
6
上页 下页 首页
第三节 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。
限流电阻 R 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，
很好地实现稳压作用。
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
若限流电阻R的阻值太大， 当IL增大时，IZ减小， 稳压管可能失去稳压作用；
（2）估算在上述条件下的输出电阻和稳压系数。
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
10
上页 下页 首页
解：（1）
I L max
UZ RLmin
20
mA
I L min
UZ RLmax
10
mA
第三节 硅稳压管稳压电路
IR
+
R IZ
IL
+
UI
VDZ
RL UO
-
-
R ( 15 6 ) 180 0.04 0.01
第三节 硅稳压管稳压电路
第三节 硅稳压管稳压电路
稳压电路的主要指标 硅稳压管稳压电路的组成和工作原理 稳压电路的内阻和稳压系数 稳压电路中限流电阻的选择
1
下页 总目录
第三节 硅稳压管稳压电路
一、稳压电路的主要指标
1.内阻 Ro
定义为：经过整流滤波后输入到稳压电路的直流电压UI不变时， 稳压电路的输出电压变化量ΔUO与输出电流ΔIO变化量之比。
电压的相对变化量之比。
R
ΔUO =
+
rZ // RL (rZ // RL) +
R
ΔUI
+
ΔUI
rZ RL
-
估算 Sr 等效电路
ΔUO -
满足rZ <<RL , rZ <<R时
ΔUO ≈
rZ
R
ΔUI
Sr =
ΔUO / UO ΔUI / UI
≈
rZ
R
·UUIO
rZ 愈小， R 愈大，则 Sr 愈小，
即电网电压波动时，稳压电路的稳压性能愈好。
- I Lmin < I Zmax
R>
UImax - UZ I Zmax + I Lmin
2. 当电网电压最低和负载电流最大时, I Z 的值最小：
UImin - UZ R
- I Lmax > I Zmin
R<
UImin - UZ IZmin + ILmax
9
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
R ( 12 6 ) 240 0.005 0.02
可取R=200Ω。电阻上消耗的功率为：
(15 6)2 PR [ 200 ] W 0.04 W
可选200Ω，1 W的碳膜电阻。
11
上页 下页 首页
第三节 硅稳压管稳压电路
（2）
rZ
U Z I Z
( 0.35 ) 10 0.04 0.005
Ro rZ 10
估算稳压系数时，取UI=0.5ⅹ（15+12）V=13.5 V,则
Sr
rZ R
UI UO
10 13.5 200 6
0.11=11%
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；
电网电压和负载电流变化范围较大时，电路将不能适应。
为改进以上缺点，可以采用串联型直流稳压电路。
[例10.5.1] 图示硅稳压管稳压电路中，设稳压管的UZ =6V, IZmax = 40mA，IZmin = 5mA ，UImax = 15V ， UImin = 12V ; RLmax = 600Ω ， RLmin = 300Ω 。给定当 IZ由 IZmax变到 IZmin ， UZ的变化量为0.35V。 （1）试选择限流电阻R；