稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标在线视频

我们利用稳压管

就可以构成一种最简单的稳压电路

所以下面我们来讲

稳压管稳压电路的工作原理

和它的主要性能指标

注意看

这就是稳压电路

我们看稳压电路

它的组成只有一个R

和一个稳压管

这个R就是稳压管的限流电阻

我在前面曾经讲到过

说你找着稳压管

一定要找着和它配对的限流电阻

稳压管和它的限流电阻是

成对出现的

那么从这个电路我们可以看到

这是电压变压器

这是单相桥式整流电路

然后用简单的电容滤波

滤波之后

滤波电路的输出就是

稳压电路的输入

而稳压管的端电压

就是整个电路的输出电压

所以从组成上它是很简单的

那在这里有两个最基本的式子

一个式子就是稳压电路的输入

我们叫它U_I

它等于限流电阻上头的电压U_R

加输出电压U_O

然后在这个节点上

我们还看到了一个基本的表达式

那就是限流电阻里边流过的电流

等于稳压管里边流过的电流

加上负载电流

这是稳压管流过的电流

这是负载电流

我们这边画出稳压管的伏安特性

来理解一下在这个电路里边

它是怎么样稳压的

首先我们设电网电压变化了

电网电压升高

如果电网电压升高

那么滤波电路的输出

也就是滤波电容上头的端电压

会随着电网电压的波动而波动

那么可以认为

电网电压波动5%

它就波动5%

电网电压波动10%

它就波动10%

所以电网电压升高的时候

就会使得U_I升高

而U_I升高就会使得U_O升高

为什么呢

因为我们从这儿可以看到

从这儿 滤波电容的两端往右看

那边的电路总可以等效成

一种电阻组成的电路

所以当U_I增大的时候

U_O分得的电压也一定是增大的

所以U_O升高

而U_O的升高我们注意

U_O就是稳压管的端电压

所以就使得稳压管的稳定电压

U_Z增大

上这边来看 伏安特性

我们知道当着U_Z增大的时候

由于它几乎是平行于纵轴的

这样的一条曲线

所以我们可以看到

只要U_Z变化一点

稳压管里边流过的电流变化很大

所以它必然造成的结果就是

稳压管里边所流过的电流增大

而稳压管里边的电流增大了

那么稳压管

它的限流电阻的电流

一定是增大

就是这儿这个电流一定是增大的

从式子上可以看出

它增大它就会增大

而一旦限流电阻上头的电流增大

它的电压就会增大

又会使得输出电压减小

所以它的过程

是电网电压升高了

U_I增大了

最终的结果是使得限流电阻

上头的电压升高

从而使得U_O减小

是这样一个过程

我们可以试想

假如滤波电路的输出

也就是稳压管稳压电路的输入

这个ΔU_I能够全部降在了这个

限流电阻上

那么这时候输出的电压

我们就可以认为基本不变了

所以我们得到这么一个结论

如果ΔU_I

就是滤波之后的这个输出电压

它产生了一个变化量ΔU_I

近似的等于ΔU_R

R就是限流电阻

也就是限流电阻的变化的电压

几乎就是那个输入的变化的电压

那么这时候的输出

就会基本不变

所以它的这样一个稳压的过程

就是利用R上的电压变化

来补偿U_I的变化

所以是以R的电压变化

来保证输出电压的不变的

那么如果电网电压降低了呢

那我这里所有的箭头都会

改变一个方向

所以可见

在这样一个电路里边

R的选择是至关重要的

我们希望这个R在电网电压

变化的时候

它上面的电压（变化）能和ΔU_I近似相等

这样就保证了我们这个电路

它的输出在电网电压变化的时候

它基本不变

这是要稳定的一个因素

还有一个是我们大家都知道了

那负载变化呢

如果负载变化了

比如负载电阻变小了

那么输出一定会减小的

这个的前提是U_I是基本不变的

所以它会减小

而它减小

通过这个伏安特性我们就知道

流过稳压管的电流会减小

而且这儿变化一点

那个电流变化是比较大的

而这样的一个变化

必然引起限流电阻上头的电流减小

这是问题的一个方面

我们再看另外一个方面

当负载电阻变小的时候

那么它流过的电流一定是增大的

而这个电流的增大又会使得

限流电阻里边的电流增大

所以当负载电阻减小的时候

产生了两方面的变化

一个是通过稳压管里边

电流的变化

使得这个限流电阻的电流变小

一个就是负载的变化

又使得限流电阻里边的电流增大

我们可以想象

假如这减小的△量

和增大的这个△量

数值相等

方向相反

那么这不就抵消了吗

所以如果稳压管里边

电流的变化量

近似的是负的负载电流的变化量

那么这时候

限流电阻上电压就会基本不变

那我们根据这个式子

前提是U_I没变

而这U_R又基本不变

那当然U_O就基本不变了

所以在这里

我们是利用稳压管里边的

电流变化来补偿负载里边的电流变化

也就是说在这个电路里边

当负载电流增大多少的时候

稳压管里边电流

就应该减小多少

从而就使得

限流电阻上头的电流基本不变

那么输出的电压也就基本不变了

由此可见

当电网电压波动的时候

和负载变化的时候

稳压的原理不完全相同

那么如果负载电阻增大呢

那么在这里边

那所有的箭头都要调一个方向

这样我们就理解了

为什么稳压管稳压电路

在电网电压波动的时候

和负载变化的时候

它的输出电压基本不变

那我们来看它主要的指标

首先它的输出电压

就是那个稳压管的稳定电压

它的输出的电流

就是负载的最大电流减去

负载最小电流

应该小于稳压管里边流过的

最大电流

减去它稳压时候的最小电流

这样它才能够稳压

因为我们从前面看到了

负载电流的变化

是靠着稳压管里边电流的变化

来进行补偿的

如果这个电路需要空载

那么在你负载电流最大的时候

你要保证稳压管还工作在稳压区

所以这个I_ZM要大于

负载最大电流

加上稳压管流过的最小电流

下面我们就来看一看

它的稳压系数

稳压系数要研究的问题

其中就有你给的是一个△量

于是我们就要给一个

适应变化的输入电压的

这样一个等效电路

对于变化

稳压管呈现出来的是

动态电阻r_Z

所以这个电路是对交流的

一个等效电路

或者变化量的一个等效电路

那么由此我们就可以得到

它的稳压系数

前面我们已经知道了

稳压系数是在负载电阻

不变的情况下

然后(ΔU_O/ΔU_I) × (U_I/U_O)

然后我们就在这个电路里边

去求解ΔU_O/ΔU_I

那就应该是ΔU_I在R限流电阻

和这两个并联电阻

然后并联电阻上头的分压

这就是这个式子

这个我们这样写

那它近似的就是

(r_z/R) × (U_R/U_O)

这里要特别注意

就是由于动态电阻很小

所以通常它远远小于R_L

也远远小于R 限流电阻

所以 这儿才能够约等于r_z / R

换一句话说

如果在一个具体电路里边

你不满足r_z

远远小于R

并且r_z远远小于R_L

那这个式子后边这约等于

就不成立了

我现在说的是一般情况

它都会成立

然后我们再看它输出电阻

输出电阻是从输出端看进去的

等效电阻

那它应该是r_z并联限流电阻R

加上前一级电路的输出电阻

那前一级输出电阻

我们不用管它是多少

因为我们知道通常在电路里边

r_z是远远小于R的

所以这输出电阻

我们可以近似的认为

就是这个r_z

那在这种情况下

实际上你认为

前级电路的输出端看进去的

等效电阻是0

即使不是0的话

那么这个R_o近似的是r_z

那它就应该更加成立

所以由此我们可以看到了

这个稳压管稳压电路

它的主要的性能指标

特点 简单易行

而且稳压性能特别好

但是它只适用于输出电压固定的

因为那输出电压

就是你选了稳定电压

是什么样子的稳压管

那么它的输出电压就是什么

另外它的输出电流

总体来讲是变化比较小的

所以它适应于输出电流

变化范围较小的这样的场合

其实我们学到这

大家就都可以为自己平常用的

小的电器来配一个电源了

比如说我们小电器

用的是5V电源

那现在我们就可以想象

你用一个电源变压器

一个整流堆

一个电容

再选一个限流电阻

和一个5V的这样一个稳压管

这样就可以取代电池了

就作为一个电源

来给你的小的电器供电了