一个直流稳压电源模块包括四个部分,分别是变压、整流、滤波与稳压,关于变压、整流、滤波,在前文中已经粗略介绍过了,也就一个稳压了,本篇就重点介绍一下稳压电路。
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电路通过稳压,输出波形基本就可以实现恒定了,这符合我们的预期,稳压的实现,是由稳压元件的特性所决定的。
稳压元件一般指的是稳压二极管,在特定情况下,也指集成稳压电路。
稳压二极管又称齐纳二极管,属于一种面接触、大电流的晶体管。由于允许通过的电流大,一般情况下,不会引起管件发热。它的图形符号与普通二极管类似,只是在下端多出了一个耳朵,实物如图∶
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图中,黑色端为稳压管阴极,红色端为稳压管阳极。
刚才提到,稳压的实现,是由稳压元件的特性所决定的,这个特性就是稳压管的伏安特性曲线。如图∶
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在电压正偏时,稳压管与普通二极管没有任何不同,不同之处在于它的反向特性。
在反向特性区间,OB段,随着电压增大,电流基本不变,改段称为反向截止区;到了B点,对应的电压Uz,反向电流开始增大,但电压基本维持在Uz,变化不大,Uz就是它的击穿电压。只要电流在Izmin和Izmax区间范围内,电压基本保持恒定,该段称为反向稳定区。所以,在电路中,利用限流电阻控制稳压管反向电流大小是非常有必要的。
假如有这么一个电路,Dz的击穿电压为5V,如图∶
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若Ui为一个交变量,ui=10sinωt,那么,Uo的输出波形会是什么样的哪?
由上图可知,要知道输出电压Uo的波形,其实就是稳压管Dz两端的电压。正弦量的波形,相信大家都很熟悉,如图∶
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由ui=10sinωt可知,该电压会出现大于5V,小于5V和过0点的情况,还有正负半轴的变化,所以要分开考虑。
在0–5V这个区间内变化,稳压管工作在反向截止区,所以输出电压仍为10sinωt;在5–10V这个区间内变化,稳压管工作在反向稳压区,输出电压为5V;在负半轴时,稳压管正向偏置,相当于短路状态,此时输出电压为0V。
由以上分析,不难得出输出电压Uo的波形,如图∶
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分析稳压电路,最主要的还是它的应用,开篇提到,直流稳压电源模块包括变压、整流、滤波与稳压四个部分,可见,直流稳压电源就是它最典型的应用。我们现场用到的直流电源模块,不管电路如何变化,总少不了这四个部分,可以说这四个部分就构成了直流稳压电源的雏形。如图∶
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在此图中,变压、整流、滤波、稳压四个部分一个不少,这就构成了直流稳压电源的雏形图,在此提一下,限流电阻的位置不可变,不然的话,稳压管就起不到应有的作用了。
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