齐纳二极管稳压器的应用详解
eeskill 2022-08-01

目标

稳压器是一种让负载上的输出电压保持恒定而不随负载电流变化的电路。例如,负载可以是微控制器系统,这就要求电源电压保持恒定,即使其电流会随着系统活动的变化而变化。图1中的齐纳二极管稳压器提供了一种非常简单的方法来将负载电压VL保持与齐纳二极管的反向击穿电压相同的值,只要负载电阻RL保持在高于某一下限。电压源VIN和电阻RS通过戴维宁等效电路模拟了输入电路特性,比如将一个高电压(如120 V交流电源)转换为未经调节和滤波的较低直流电压源。

材料

ADALM2000主动学习模块无焊面包板1个1 kΩ电阻(RS)1个5 kΩ可变电阻、电位计(RL)一个齐纳二极管(1N4735或类似产品)

指导

使用1N4735 6.2 V齐纳二极管在无焊面包板上构建图1所示电路。使用AWG1(5 V恒定)和–5 V Vn用户电源作为直流电源VIN。RL使用各种固定和可变电阻。

图1.齐纳二极管稳压器

图2.齐纳二极管稳压器面包板电路

程序步骤

步骤1

对于下列值的RL,使用Scopy电压表测量VL以监视并报告负载电压VL:

开路(见图3)10 kΩ(见图4)1 kΩ(见图5)100 Ω(见图6)

图3.RL = 开路齐纳二极管稳压器波形

图4.RL = 10 kΩ齐纳二极管稳压器波形

图5.RL = 1 kΩ齐纳二极管稳压器波形

图6.RL = 100 Ω齐纳二极管稳压器波形

步骤2

用5 kΩ电位计替换负载RL,并调节电位计以确定VL保持在齐纳电压VZ的10%以内的RL的最小值。测量并报告设置的电位计电阻。该阻值与RS的值有何关系?

进一步探索

使用步骤2所述的操作,利用示波器通道2测量RS中的电流,并在示波器XY模式下绘制齐纳二极管两端电压与电流的关系图,研究齐纳二极管的电流/电压特性曲线。务必调整水平电压范围和偏移,以将6.2 V击穿电压包括在内。讨论您的结果,尤其要讨论齐纳二极管与常规二极管的相似和不同之处。

驱动更大负载电流

正如我们在图1的简单齐纳二极管稳压器中看到的那样,最大负载电流由电阻RS决定。另外,相对于最大电流,该电路在较小负载电流下的效率非常低,因为当负载中的电流较小时,额外电流会流入齐纳二极管。相对于如图2所示的稳压电路,增加一个射极跟随器或达林顿射极跟随电流放大器可以大大提高稳压电路的效率。

附加材料

两个NPN晶体管(2N3904和TIP31)两个小信号二极管(1N914或类似元件)

图7.添加一个电流放大器级

指导

D1使用1N4735 6.2 V齐纳二极管,Q1使用2N3904或TIP31功率晶体管,在无焊面包板上构建图7所示的任一电路。Q2可以是2N3904,D2、D3可以是1N914。

增加二极管D2与齐纳二极管串联,用以部分抵消射极跟随器Q1引起的额外VBE压降。类似地,在达林顿配置中添加两个二极管(D2、D3),同样用来部分抵消达林顿跟随器的两个VBE压降。

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • 电源
  • DC
  • AC
  • 稳压
  • 用两个元器件提升电源转换效率

      低电流开关稳压器IC通常使用达灵顿管作为输出开关。在这种情况下,电源转换效率可以借由两个便宜的元器件得到提高。  为使之成为可能,芯片上应当有一个针对驱动器

    昨天
  • 计算反激式转换器中的BJT损耗

      在USB适配器、手机充电器以及系统偏置电源等大量低功耗应用中,低成本准谐振/非连续模式反激式转换器是常见选择(图1)。这类转换器设计效率高,成本极低。因此为

    昨天
  • 如何使用假负载是进行电路检查

      开关电源控制着电路中开关管的开通和关断时间,它能够持续的稳定电路当中的输出电压。是近年来发展的比较成熟的一种技术。假负载是指在某个电路或着电路的输出口中,能

    昨天
  • 开关电源噪声的基本对策

    此前对“差模(常模)噪声与共模噪声”和“串扰”的基本噪声进行了介绍。下图是这些噪声及其相应的基本对策。要想降低差模噪声(蓝色),可在电路板上缩小大电流路径的环路

    08-10
  • 常用的DC/DC 开关稳压器的恒流稳压电源通用设计方法

      当前全球能源紧缺日益加剧,制约着经济的发展,节能成为人类面临的重要课题。在照明领域,被称为第4代照明光源或绿色光源的LED照明产品以节能、环保、寿命长、体积

    08-10
  • 电源的基本原理和元器件知识

    电源是各种电子设备必不可缺的组成部分,其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态,功耗小,转化率高

    08-09
  • 开关电源TRC控制三种方式

    开关电源知多少开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言,AC输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是50-60 KHz)。随着

    08-09
  • 图解开关电源

    开关模式电源(Switch Mode Power Supply,简称SMPS),又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。其功能

    08-09
  • 用AEE对开关频率进行智能调节

      一款名为自动效率增强(AEE)的全新电源转换方法,可以以较低的输出电压提高平板电脑、服务器和固态硬盘等系统的电源效率。  每个电源设计人员面临的一个常见挑战

    08-09
  • 直流稳压电源是由哪些部分组成的?

    直流稳压电源能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直流输出电压都会保持稳定。直

    08-08
  • 什么是方向性电流保护?

    在电力系统中,两侧电源或单相环网的输电线路,在这样的电网中,为切除线路上的故障,线路两侧都装有断路器和相应的保护,如装设过流保护将不能保证动作的选择性。为解决选

    08-08
  • 电流保护电路的工作原理

    现在的电路越来越追求可靠性、安全性,很多电路都设置过压过流检测电路,从而对电路进行保护,对于电路过流保护一般控制方法关断式或者限流式。过流电路一般是用熔断丝限流

    08-08
下载排行榜
更多
广告