当前课程知识点：模拟电子技术基础(应用部分) > 第七周 > 10.7 稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标 > 稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标
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UI
它等于限流电阻上头的电压UR
加输出电压UO
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UI升高
而UI升高就会使得UO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UI增大的时候
UO分得的电压也一定是增大的
所以UO升高
而UO的升高我们注意
UO就是稳压管的端电压
所以就使得稳压管的稳定电压
UZ增大
上这边来看 伏安特性
我们知道当着UZ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UZ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
UI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UO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ΔUI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ΔUI
就是滤波之后的这个输出电压
它产生了一个变化量ΔUI
近似的等于ΔUR
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UI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ΔUI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UI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UI没变
而这UR又基本不变
那当然UO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IZM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rZ
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(ΔUO/ΔUI) × (UI/UO)
然后我们就在这个电路里边
去求解ΔUO/ΔUI
那就应该是ΔUI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
(rz/R) × (UR/UO)
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RL
也远远小于R 限流电阻
所以 这儿才能够约等于rz / R
换一句话说
如果在一个具体电路里边
你不满足rz
远远小于R
并且rz远远小于RL
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rz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
rz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rz
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Ro近似的是rz
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
-7.1模拟电子技术基础（应用部分）概述
-7.2 由集成运放组成的运算电路概述
-7.3 反相输入比例运算电路
-7.4 同相输入比例运算电路
-7.5 反相求和运算电路
--反相求和运算电路
-7.6 同相求和运算电路
--同相求和运算电路
-实验一：单端输入双端输出电路
-7.7 加减运算电路
--加减运算电路
-7.8 关于比例及加减运算电路的讨论
-7.9 积分运算电路
--积分运算电路
-7.10 微分运算电路
--微分运算电路
-第一周作业
--第一周作业题
-EDA1 解一元多次方程
--解一元多次方程
-7.11 对数运算电路和指数运算电路
-7.12 模拟乘法器简介
--模拟乘法器简介
-7.13 模拟乘法器在运算电路中的应用
-实验二 正弦波电压倍频电路
-7.14 关于运算电路的讨论
-7.15 有源滤波器概述
--有源滤波器概述
-7.16 一阶低通滤波器
--一阶低通滤波器
-7.17 二阶低通滤波器
--二阶低通滤波器
-7.18 其它滤波器
--其它滤波器
-实验三 滤波电路的应用
--滤波电路的应用
-第二周作业
--第二周作业题
-8.1 正弦波振荡的条件
--正弦波振荡的条件
-8.2 正弦波振荡的组成及分类
-EDA2 正弦波振荡电路的起振和稳幅过程
-8.3 RC串并联选频网
--RC串并联选频网
-8.4 RC桥式正弦波振荡电路
-8.5 RC正弦波振荡电路的讨论
-实验四 正弦波振荡电路的测试
-8.6 变压器反馈式正弦波振荡电路
-8.7 电感反馈和电容反馈式正弦波振荡电路
-8.8 LC正弦波振荡电路的讨论
-第三周作业
--第三周作业题
-8.9 石英晶体正弦波振荡电路
-8.10 电压比较器概述
--电压比较器概述
-8.11 过零比较器
--过零比较器
-8.12 一般单限比较器
--一般单限比较器
-8.13 滞回比较器
--滞回比较器
-8.14 窗口比较器与集成比较器
-8.15 关于电压比较器的讨论
-8.16 常见非正弦波和矩形波发生电路的组成
-第四周作业题
-8.17 矩形波发生电路
--矩形波发生电路
-8.18 三角波-方波发生电路
-8.19 锯齿波发生电路和压控振荡电路
-EDA3 三角波发生电路->锯齿波发生电路->压控振荡电路的结构变化
-实验五 非正弦波发生电路的测试
-8.20 波形变换电路
--波形变换电路
-EDA4 波形变换电路的设计与实现
-8.21 信号转换电路
--信号转换电路
-8.22 关于信号转换电路的讨论
-9.1 概述
--概述
-9.2 变压器耦合功率放大电路
-第五周作业
--第五周作业题
-实验六 压控振荡电路的参数选择与调试
-9.3 OTL电路
--OTL电路
-9.4 OCL电路和BTL电路
-9.5 OCL电路最大输出功率及效率的估算
-9.6 OCL电路中晶体管的选择
-实验七 功放管及其散热器展示
-9.7 功率放大电路的讨论一（读图练习）
-9.8 功率放大电路的讨论二（电路的识别和故障分析）
-10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
-10.2 单相半波整流电路
--单相半波整流电路
-第六周作业
--第六周作业题
-EDA5 数字式仪表的设计与仿真
--数字式仪表的设计
-10.3 单相桥式整流电路
--单相桥式整流电路
-10.4 电容滤波电路
--电容滤波电路
-10.5 其它滤波电路
--其他滤波电路
-10.6 稳压电路的性能指标及稳压二极管
-10.7 稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标
-10.8 稳压管稳压电路的设计
-实验八 稳压管稳压电路的设计及实现
-10.9 串联型稳压电路的组成
-10.10 串联型稳压电路中调整管的选择
-第七周作业
--第七周作业题
-10.11 关于串联型稳压电路的讨论
-10.12 集成三端稳压器及其基本用法
-10.13 基准电压源三端稳压器及其基本用法
-实验九 稳压电源性能指标的测试
-10.14 关于线性稳压电源的讨论
-10.15 开关型稳压电路的特点和基本原理
-10.16 串联开关型稳压电路
-10.17 并联开关型稳压电路
-第八周作业
--第八周作业题
-调查问卷
-期末考试
