《电子技术基础》19.§5—4-稳压电路(一、二)

广东省机械技工学校文化理论课教案首页7.5.1-10-j-01科目电子技术基础授课日期10高汽修3班：10中汽修8班：10中制冷1班：课时2课题第五章直流稳压电源§5—4稳压电路一、稳压管特性、参数二、简单稳压电路班级10高汽修3班10中汽修8班10中制冷1班教学目的使学生懂得1.稳压管特性、参数；2.简单稳压电路组成、原理；选用教具挂图重点稳压管特性、简单稳压电路组成、原理难点简单稳压电路组成、原理教学回顾单相半波整流电容滤波、单相桥式整流电容滤波说明审阅签名：年月日教学过程1【组织教学】1.起立，师生互相问好，营造良好的课堂氛围2.坐下，清点人数，指出和纠正存在问题【导入新课】1.教学回顾：电感滤波电路、复式滤波电路、电子滤波电路2.切入新课：交流电经过整流、滤波，变成方向不变且脉动较小的直流电，但其输出电压还是随电源电压或负载电阻变化而波动。输出电压的这种波动会使某些电子电路（精密电子测量仪器、自动控制、计算装置、及晶闸管的触发电路等）工作不稳定，有时甚至不能正常工作。所以，必须寻求输出电压非常稳定的直流电源。要有稳压电源，必有稳压电路。目前，中小功率设备中广泛采用的稳压电路有并联型稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路、开关型稳压电路等。这些稳压电路的特征和原理如何呢？现在，我们就来学习有关的知识。【讲授新课】第五章直流稳压电路§5—4稳压电路一、稳压二极管的工作特征和主要参数稳压二极管简称稳压管，是一种经特殊工艺制造的面接触型硅二极管，它的PN结可以承受较大的反向电流和耗散功率。只要稳定电流不超过最大稳定电流，反向击穿后管子又自行恢复正常。1.稳压二极管的符号和特性曲线图5—21所示为稳压管的符号和特性曲线，从图可见，稳压管反向击穿时，电压、电流关系曲线很陡，反向电压有很小的增量，反向电流即有很大的增量。也就是说，当反向电流增大很多时，稳压二极管的反向电压基本稳定不变。所以，与稳压二极管并联的负载能够稳压。注意：（1）稳压管必须反接在电路中才能稳压，若正接，则二极管的正向压降很小，相当于电源短路，电路很危险。（2）稳压管必须在电源电压大于稳压值时才能稳压，或者说稳压管工作在稳定电流时才能稳压。（3）若电源电压高于一个稳压管的稳压值，可以将稳压管串联使用以获得合适的稳压值。2.稳压管的主权参数稳压管的参数反映稳压管的性能和使用极限，是使用和选择的依据。稳压管的主要参数见表5—8表5—8稳压管的主要参数表参数名称参数符号说明稳定电压ZU稳压管的反向击穿电压，是稳压管正常工作时管了两极间的反向电压最大稳定电流maxZI稳压管正常工作时允许通过的最大电流，超过此电流值则管子会损坏最小稳定电流minZI稳压管进入正常工作时必需的最小电流，小于此电流值则管子截止稳定电流ZI稳压管正常工作时稳压电流的参考值，一般取maxmin()/2ZZZIII最大耗散功率ZMP稳压管正常工作时所能承受的最大功率损耗，maxZMZZPUI电压温度系数U温度每升高1Co稳压值升高的百分比，如2CW29的=0.095/CUo％动态电阻Zr稳压管端电压的变化量与电流变化量的比，/ZZZrUI521图稳压二极管符号和特性曲线—))ab符号特性曲线ZVZUZminIZ(V)u(A)zimZmaxIZIZU教学过程2☆1.一般低于6V的稳压管，以齐纳击穿为主，温度系数为负；，高于6V的稳压管，以雪崩击穿为主，温度系数为正；，而6V左右的稳压管，稳压值受温度影响较小。故选用稳压值为6V稳压管，可得到较好的温度稳定性。2.削弱稳压管温漂的方法：①用温度系数相反的稳压管串联使用克服温漂；②稳压管串联温度系数相反的阻值合适的电阻；③二只正温度系数的稳压管反接串联使用。二、简单稳压电路1.电路组成简单稳压电路组成如图5—22所示，该电路通过稳压管电流的变化和限流电阻的调压作用，使输出电压稳定。其结构简单、制作容易、稳压性能好。适用于输出电压固定、输出电流变化范围较小的场合。2.电路的稳压原理从图可知，ZLiLiLUUIRUIIR，LLLUIR，ZiLLLUIRRURR（）（1）负载电阻不变，电源电压升高或降低时的稳压过程电源电压升高时()iLZZRRLUUUIIUU电源电压降低时()iLZZRRLUUUIIUU（2）电源电压不变，负载电阻减小或增大时的稳压过程负载电阻在减小时LLRRZZRRLRIIUUIIUU负载电阻在增大时LLRRZZRRLRIIUUIIUU3.稳压管和限流电阻的选择一般负载电压LU和电流LI是已知的，故设计硅稳压管电路主要是决定恰当的输入电压iU、选择合适的稳压管ZV（稳定电压ZU和最大稳定电流maxZI）和限流、调压电阻R。（1）稳压管稳定电压ZUZLUU（2）最大稳定电流maxZI因为ZU是变化的，故ZI也是变化的，有最大值，一般取max1.55ZLII（～）（3）最小稳定电流minZI一般取min=510mAZI（～）（4）输入电压iU输入电压大于稳定电压，调压电阻上才有可调的电压，一般取23iZUU（～）（5）限流、调压电阻R①限流、调压电阻的最大值maxR因为当输入电压最小，负载电流最大时，流过稳压二极管的电流最小。此时IZ不应小于IZmin，由此计算出稳压电阻的最大值，实际选用的稳压电阻应小于最大值。即minmaxminmaxiLZLUURII②限流、调压电阻的最小值minR因为当输入电压最大，负载电流最小时，流过稳压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax，由此可计算出稳压电阻的最小值。即maxminmaxiLZUURI③限流、调压电阻R必须介于maxR和minR之间maxminRRR522图简单稳压电路—ZVLuiU教学过程3故得下列一组公式minminmaxmaxminminmaxmaxmax=510mA231.55ZiZiLiLZLZZLZLIUUUUUURRIIIIIUU（～）（～），（～）【例5—6】试设计一个稳压电源，稳定的输出电压为6VLU，负载电流为010LImA（～）。解：采用单相桥式整流、电容滤波、简单硅稳压管稳压电路（1）选择稳压管6ZLUUV，maxmax331030ZLIImA取查表选择型呈为2CW54的稳压管，其稳定电压为(5.5~6.5)V，稳定电流为10mA，最大稳定电流为38mA。（2）选择限流调高压电阻①确定电阻阻值取22612iLUUV，其波动范围为10%；取Zmin5ImA，得iminLmaxZminLmax12(10.1)64.80.3251015VVUUVRkIImAmAmAimaxLminmax1210.167.20.243030zVVUUVRkImAmA选精度为5％的阻值为300碳膜电阻②确定电阻功率限流电阻R上的压降为maxmax12(10.1)67.2iLUUUVVV限流电阻R消耗的最大功率为22maxmax()(7.2)0.173300RUVPWR所以选取阻值为300，容许功率为1W的碳膜电阻即可满足要求。【课堂小结】1.稳压二极管简称稳压管，是一种经特殊工艺制造的面接触型硅二极管，它的PN结可以承受较大的反向电流和耗散功率，工作在反向击穿状态。只要稳定电流不超过最大稳定电流，反向击穿后管子又自行恢复正常。2.并联稳压电路通过稳压管电流的变化和限流电阻的调压作用，使输出电压稳定。其结构简单、制作容易、稳压性能好。适用于输出电压固定、输出电流变化范围较小的场合。3.设计硅稳压管电路主要是决定恰当的输入电压iU、选择合适的稳压管ZV（稳定电压ZU和最大稳定电流maxZI）和限流、调压电阻R。【布置作业】《习题册》§5—4（稳压的概念和并联型稳压电路部分）