整流滤波电路虽然可以将交流电压转换成相对平滑的直流电压,但是当电网波动或者输出负载变化时,其输出电压平均值会随之波动,当我们需要更加稳定的直流电压时,除整流滤波电路外,还需要加稳压电路配合使用,下面对稳压电路的组成,相关原理及电路参数选择做一个介绍!
- 电路组成
基本电路组成如下图虚线框所示,配合整流滤波电路使用。
稳压二极管稳压电路
Dz为稳压二极管,电阻R为限流电阻,这样就构成了一个简单但十分实用的直流稳压电源。
V1为整流滤波后的电压,RL是负载电阻。
由此我们可以得出上图中存在的两个基本公式:
V1=Vo VR
IR=Iz Io
2.稳压管伏安特性
稳压管伏安特性曲线
从伏安特性曲线看出,当稳压管反向接入电路中,且保证电流在Izmin和Izmax之间时,其电压就会稳定在Uz,此时输出电压Vo就基本稳定。
3.稳压原理
我们从两个方面考虑其稳压特性:一个是电网波动引起的输出电压变化,另一个是负载变化引起的输出电压的变化。
- 电网电压升高
此时整流滤波后的输出电压V1随之升高,那么输出电压Vo也将变大,但由于稳压电路的存在,Vo=Vz,根据稳压管的伏安特性,Vz提高时将使Iz迅速增大(急剧增大),那么前面提到的基本公式可以得出IR也将迅速增大,由欧姆定律可知此时VR将迅速增大,而V1=Vo VR,V1是一定的,那么Vo必将减小。即电网波动引起的Vo的变化将通过VR的变化而相互抵消平衡,那么就达到了稳压的目的。整个过程可以描述如下:
电网电压↑→V1↑→Vo↑→Iz↑→IR↑→VR↑→Vo↓
电网下降时过程与上述变化过程相反。
- 负载电阻RL增大
此时负载电流IL将减小,此时IR也将随之减小,那么VR也将减小,根据V1=Vo VR,可以得出Vo将增大,即Vz增大,根据稳压管伏安特性,此时Vz的增大将使Iz急剧增大,那么IR将急剧增大,当选择参数合适时,稳压管正常工作,那么保证△Iz≈-△IL,使得IR基本不变,从而Vo基本不变。此过程可描述为如下:
RL↑→Vo↓→Iz↓→IR↓→△Iz≈-△IL→IR不变→Vo基本不变
这就是稳压二极管电路稳压原理,可以看出,限流电阻除了保证稳压管的电流在正常工作电流范围内,还与稳压管配合达到稳压目的,一般可以认为,当有稳压管存在时,必须有相匹配的限流电阻。
后面我将介绍稳压管稳压电路参数选择,主要是限流电阻R的选择,我是头脑有点热的电子君欢迎评论转发交流!
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