任何一个元器件,当你不是真正用他的时候,你会觉得它非常简单,但是当你作为一个设计工程师去主动选择一个元器件的时候,你就会发现需要知道的东西太多了。本文谈谈稳压管。
1.稳压管特性
稳压管的理想特性(通用特性)是这样的:当两端的外部施加电压没有达到稳压值时,流过稳压管的电流为零,处于开路状态;当两端电压达到稳压值后,会有电流流过,而且不管电流多大,两端的电压不变,处于稳压状态。典型的特性图如下(图1为8.2V稳压管;图2、3为4.7V稳压管,但是Y轴的精度不一样,分别为1mA/格和10mA/格)
bc8bb7d69e884a5d84d0c6128b3e523f?from=pc.jpg
图1
f6c6fdda300b43c993c83d87fa6c3707.jpg
图2
29d0d0c0648140c4b437b14146c9f55f.jpg
图3
2.稳压管参数
49b09bc362694fd386c6b0c006722fc5?from=pc.jpg

上表是某常用稳压管的规格书部分截图。理想稳压管的特性可以有助于我们理解稳压管的特性,但是实际稳压管的特性和理想特性有一定的差别(尤其是5.6V以下的稳压管差别更大)。二极管的参数中,有一些是电压和电流相关联的,电流的数值是在某一对应电压下的,电压的数值是在某一对应电流下的。

下面逐一解释上表中的参数
第一列:器件型号,是使用者选购时告诉生产厂家的信息;
第二列:印字。因为器件体积和表面积小,因此需要用简单的字符来区分器件的型号;
第三列:VZmon标称稳压值。就是我们常说的稳压值,比如我需要一款“5.6V的稳压管”
第四和第五列:稳压管实际稳压值,他是一个范围,而且是在某一测试电流下的稳压值。我们在“稳压管特性”一段中介绍,理想的稳压管最好是不管电流多大,稳压值不变,但实际稳压管的稳压值是变的,尤其是5.6V以下的稳压管,实际稳压值和流过的电流非常密切。这两列规定了稳压管的稳压范围和测试电流,也就是说,只有在这个测试电流下,稳压管两端的电压才是表中所规定的。
第六和第七列:稳压管的动态电阻。该参数用来表征稳压管的稳压特性的好与坏。就是当流过二极管的电流变化时,电压变化的大小,该参数越小越好。因为稳压管的稳压特性并不是完全线性的,也就是说动态电阻实际上对应不同电流时,它不是一个定值。因此规格书中规定了具体的电流点。它的定义是△Vz/△Iz。
3.稳压管应用
3.1工作于稳压状态,该电压可能是提供给后级电路的电源,也可能是作为电压基准。
234f9d94681f48c19f1e8282fcc5c53f?from=pc.jpg
以上电路是某电器的实际电路。因为控制部分需要的电流比较小,因此采用阻容降压的方式先将220V的交流输入降低到24V(通过稳压管稳压),然后再用三端稳压器降低到5V。
该稳压管的作用就是不管输入电压是否波动,不管此刻输入端处于什么相位,它两端的电压都是12V(需要电解电容的配合,当输入端为直流时,理论上可以不需要电容)
该状态下的使用注意事项:
控制流过稳压管的电流,保证稳压管的芯片温度不超过规格书规定的最高工作结温。通过计算确认RC参数;对于直流输入来说,通过计算确定稳压管前面的串联电阻。
因为稳压管工作于稳压状态时一直有电流流过稳压管,稳压管会存在稳态功耗,需要注意稳压管的散热。包括采用散热好的封装,注意布板散热性;
3.2用于过压保护
稳压管用于过压保护,当电路正常时,稳压管两端的电压低于稳压管的稳压值,因此稳压管相当于开路不存在;当电路出现异常,电源端的电压异常升高时,稳压管工作于钳位或击穿状态,保护后级的负载。
这一类应用,需要工程师明白设计时的保护目的和保护时的电源过压状态。实际应用中大概有如下几种过压状态:
瞬时过压保护,比如雷击波形、ESD波形。选择合适稳压管可以起到这个作用。当需要防护的瞬时外界能量大的时候可以选择用TVS;
稳态过压保护。比如电源的输出过压保护,负载端的预防过压保护。这两类应用(也可以认为是一类)需要设计工程师对稳压管在这一类应用条件下的特性非常的清楚。
对于过压保护,有更适合的其它二极管可以供选择。
4.注意事项
弄明白稳压管,只要真正弄明白稳压管的特性,看懂规格书基本就可以了,另外的要求就是对电子线路知识的理解。两个方面结合,才能真正的会选择合适的稳压管。
对于这个器件来说,一定要明白电压和电流的对应关系,电压和电流不是孤立存在的。

转载自二极管应用,仅供学习交流使用,如有侵权,请联系删除