电子技术与应用项目化教程 课件 项目10 第1讲 稳压电路

项目10——直流稳压电路直流稳压电源◆内容：稳压电路基本概念、结构、原理及应用◆目的：了解稳压电路组成和工作原理学习内容及要求：◆重点：稳压电路组成和工作原理◆难点：稳压电路工作原理和应用工作任务：

设计一个直流稳压电源，当输入电压在220V±10%时，输出电压从3-12V可调。

设计要求：

1.电源变压器只做理论设计；

2.从稳定性、可靠性、实用性和经济性合理选择电路元件；

3.通过网络查阅和图书馆资料，完成电路设计，绘制电路图。培养独立思考、团队合作的分析问题和解决问题的能力；

4.学会撰写课程设计的总结报告，培养严肃认真的学习作风和严谨的科学态度。直流稳压电源的组成电源变压器整流器稳压器滤波器稳压电路的主要性能指标一般分为特性指标和质量指标两种。特性指标一般有允许的输入电压、输出电压、输出电流和输出电压调节范围等；质量指标是用来衡量输出直流电压的稳定程度，一般包括稳压系数、输出电阻、温度系数以及纹波电压等参数。下面介绍几个主要质量指标。

1）稳压系数S

稳压系数S是指当环境温度和负载不变时，稳压电路输出电压的相对变化量与稳压电路输入电压的相对变化量之比，即1.稳压系数（RL为常数，T为常数）

稳压系数反映了稳压电路克服由于输入电压变化而引起输出电压变化的能力。此值越小越好，S值越小，说明电路稳压性能越好。

2）输出电阻RO输出电阻是指当稳压电路的输入电压与环境温度不变时，稳压电路输出电压的变化量与稳压电路输出电流的变化量之比，即

输出电阻反映了稳压电路克服由于负载变化而引起输出电压变化的能力。此值越小越好，RO值越小，这种能力越强。

（Ui为常数，T为常数）

（Ui为常数，RL为常数）

3）输出电压的温度系数STST是指当在规定的温度范围内，当稳压电路的输入电压、负载不变时，单位温度变化所引起的输出电压的变化量，即ST反映了稳压电路克服由于温度变化而引起输出电压变化的能力。ST值越小，这种能力越强。4）输出纹波电压

输出纹波电压是指稳压电路输出端交流分量的有效值。一般为毫伏数量级，它表示输出电压的微小波动。

1）电路组成

稳压管稳压的并联型稳压电路如图所示，经整流滤波后得到的直流电压作为稳压电路的输入电压，限流电阻R和稳压管VD组成稳压电路，输出电压Uo＝UZ。

在这种电路中，不论是电网电压波动还是负载电阻的变化，稳压管稳压电路都能起到稳压作用。基本恒定，

Uo＝UZ。

2.硅稳压二极管稳压电路2）硅稳压二极管稳压电路的原理硅稳压二极管稳压电路的电路图如所示。

它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的，由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。硅稳压二极管稳压电路(1)当输入电压变化时如何稳压根据电路图可知

输入电压VI的增加，必然引起VO的增加，即VZ增加，从而使IZ增加，IR增加，使VR增加，从而使输出电压VO减小。这一稳压过程可概括如下：

这里VO减小应理解为由于输入电压VI的增加，在稳压二极管的调节下，使VO的增加没有那么大而已。VO还是要增加一点的，这是一个有差调节系统。VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓硅稳压二极管稳压电路(2)当负载电流变化时如何稳压

负载电流IL的增加，必然引起IR的增加，即VR增加，从而使VZ=VO减小，IZ减小。IZ的减小必然使IR减小，VR减小，从而使输出电压VO增加。这一稳压过程可概括如下：

IL↑→IR↑→VR↑→VZ↓（VO↓）→IZ↓→IR↓→VR↓→VO↑3）稳压电路参数确定

（1）稳压电路的输出电阻RO

（2）稳压电路的稳压系数S.根据稳压系数的定义，当环境温度及负载不变时，S=(ΔUO/UO)/(ΔUi/Ui）RO=R//rZ≈rZ

稳压二极管的动态电阻越小，稳压电阻R越大，稳压性能越好。稳压电阻

R

的作用将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化，从而起到调节作用，同时R也是限流电阻。

显然R的数值越大，较小IZ的变化就可引起足够大的VR变化，就可达到足够的稳压效果。

但R的数值越大，就需要较大的输入电压Ui值，损耗就要加大。

稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击穿特性的动态电阻有关，与稳压电阻R的阻值大小有关。（3）稳压电路的稳压电阻R

稳压电阻的计算如下

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，由此可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

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(1)(2)

稳压二极管在使用时一定要串入限流电阻，不能使它的功耗超过规定值，否则会造成损坏！（4）其他参数的计算稳压二极管的最大反向电流IZmax应大于负载电流最大值IOmax，所以，稳压二极管一般按以下公式选择

UZ=UO

IZmax=(1.5-3)IOmax由于限流电阻R上有压降，因此，稳压电路的输入电压应大于负载电压UO