5.4.1 硅稳压管稳压电路（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

5.4 稳压电路 前面已经介绍的整流电路滤波电路虽然能把交流电变为较平滑的直流电，但输出的电压仍是不稳定的。交流电网电压的波动、负载电流变化、温度的影响等，都会使整流滤波后输出的直流电压随之变化。 为了保持输出电压稳定，通常需在滤波电路之后接入稳压电路。 稳压电路的具体形式有并联型稳压电路、串联型稳压电路、开关型稳压电路等。 5.4.1 硅稳压管稳压电路 硅稳压管是特殊二极管之一，它工作在二极管伏安特性陡峭的反向击穿区，使稳压管在工作电流范围内保持两端电压基本不变。 利用稳压管的这一特性可实现电源的稳压功能。 1．电路组成 图5.15所示为硅稳压管稳压电路。由图中可见，稳压管VDZ并联在负载RL两端，因此它是一个并联型稳压电路。 电阻R是稳压管的限流电阻，是稳压电路中不可缺少的元件。 稳压电路的输入电压UI是整流、滤波电路的输出电压。 图5.15 硅稳压管稳压电路 2．稳压原理 稳压管是利用调节流过自身的电流大小（端电压基本不变）来满足负载电流的改变，并和限流电阻配合将电流的变化转换成电压的变化，以适应电网电压的波动。 当电网电压波动或负载变化时，设使得输出电压Uo下降，则流过稳压二极管的反向电流IZ也减小，导致通过限流电阻R上的电流也减小，这样使R上的压降UR也下降，根据Uo=UI-UR的关系，使输出Uo的下降受到限制，上述过程可用符号表达为 3．电路特点 硅稳压管稳压电路结构简单，元件少。但输出电压由稳压管的稳压值决定，不可随意调节，因此输出电流的变化范围较小，只适用于小型的电子设备中。 5.4.2 串联型三极管稳压电路 为了提高稳压电路的稳压性能，可采用串联型三极管直流稳压电路。 1．电路结构 图5.16所示为串联型三极管稳压电路，其中图（a）为实物图，图（b）为电路原理图。 串联型稳压电路由取样电路、基准电压、比较放大器、调整元件等环节组成，其方框图如图5.17所示。 图5.16 串联型三极管稳压电路 图5.17 串联型稳压电路方框图 2．电路中各部分的作用 ① 取样电路：由R1、RP、R2组成，取出输出电压Uo的一部分送到比较放大电路VT2的基极。 ② 基准电压：由稳压管VDZ与电阻R3组成。其作用是提供一个稳定性较高的直流电压U2。其中R3为稳压管VDZ的限流电阻。 ③ 比较放大器：以三极管VT2构成直流放大器。其作用是将取样电压UB2和基准电压UZ进行比较，比较的误差电压UBE2经VT2放大后去控制调整管VT1。R4既是VT2的集电极负载电阻，也是VT1的偏置电阻。 ④ 调整元件：调整管VT1是该稳压电源的关键元件，利用其集电集和发射集之间的电压UCE受基极电流控制的原理，与负载RL串联，用于调整输出电压。 3．稳压原理 用示波器观察图5.16所示电路的输出电压Uo的波形。 实验现象 输出电压Uo的波形是一条直线（直流电）。 知识探究 实验表明，当电网电压波动或负载变动的情况下，串联型直流稳压电路具有稳定输出直流电压的作用。 知识拓展 ——串联型直流稳压电路的稳压原理 当电网电压升高或负载电阻增大而使输出电压有上升的趋势时，取样电路的分压点UB2升高，因UZ不变，所以UBE2升高，IC2随之增大，UC2降低，则调整管的UB1降低，发射结正偏电压UBE1下降，IB1下降，IC1随着减小，UCE1增大，从而使输出电压Uo下降。因此，使输出电压上升的趋势受到遏制而保持稳定。上述稳压过程可用符号表示为 当电网电压下降或负载变小时，输出电压有下降的趋势，电路的稳压过程与上面情形相反。 4．输出电压的调节 调节电位器RP可以调节输出电压Uo的大小，使其在一定的范围内变化。 若将RP分为上下两部分，RP′为电位器上部分电阻，RP″为电位器下部分电阻，则由电路原理图可得 根据上式整理可得 通常UZ>>UBE2，输出电压为 电位器的作用是把输出电压调整在额定的数值上。电位器滑动触点下移，RP″变小，输出电压Uo调高。反之，电位器滑动触点上移，RP″变大，输出电压Uo调低。Uo的调节范围是有限的，其最小值不可能调到零，最大值不可能调到输入电压UI。 $$