电工电子教案稳压电路

1、.课程指导方案 （首页）学期课次课班级2013 机电3+2周次时日期资讯小组计划或实习实训上课教学示范讨论实验项目实施地点实施学习情稳压电路境名称能力 1、掌握串联型稳压电路的构成及各元件的作用；目标 2、会分析当输出电压变化时的稳压过程。知识1、掌握串联型稳压电路的构成及各元件的作用；目标2、理解稳压电路的工作原理，会分析当输出电压变化时的稳压过程。教学教材、学习资料资源教学讨论法方法考核与教师评价评价作教研室主任意见：业课程学习指导签字：意见日期：;.教 师 授 课 教 案教学过程设计：1、学习任务：稳压电路2、提出要求：（1）掌握串联型稳压电路的构成及各元件的作用；（2）理解稳压电路的工

2、作原理，会分析当输出电压变化时的稳压过程。知识准备：【新课导入】通过整流滤波电路所获得的直流电源电压是比较稳定的， 当电网电压波动或负载电流变化时，输出电压会随之改变。电子设备一般都需要稳定的电源电压。如果电源电压不稳定，将会引起直流放大器的零点漂移，交流噪声增大，测量仪表的测量精度降低等。因此必须进行稳压，目前中小功率设备中广泛采用的稳压电源有并联型稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路及开关型稳压电路。稳压电路是利用调整元件调节整流输出的直流电压， 使得电网电压波动或负载变化时输出的直流电压稳定。【授课内容】一、稳压二极管1. 作用：稳定电压2. 符号： vd3. 与普通二极管的区别：工作

3、在反向击穿状态，且反向击穿电压较小。4. 伏安特性见右图5. 稳压二极管的主要参数1） vz 稳定电压。指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如， 2cw51型稳压管的 vzmin 为 3.0v, vzmax则为 3.6v。2 ） iz 稳定电流。指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差 ; 高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。;.教 师 授 课 教 案3）rz 动态电阻。指稳压管两端电压变化与

4、电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般胜作电流愈大，动态电阻则愈小。例如， 2cw7c稳压管的工作电流为5ma时，rz 为 18; 工作电流为 1oma时，rz 为 8 ; 为 20ma时，rz为 2 ; 20ma 则基本维持此数值。4 ） pz 额定功耗。由芯片允许温升决定，其数值为稳定电压 vz 和允许最大电流 izm 的乘积。例如 2cw51稳压管的 vz 为 3v，izm 为 20ma，则该管的 pz 为 60mwo5 ） ctv 电压温度系数。是说明稳定电压值受温度影响的参数。 例如 2cw58稳压管的 ctv 是+0.07%/ c，即温度每升高 1c，其稳压值将升高 0

5、.07%。6 ） i r 反向漏电流。指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2cw58稳压管的 vr=1v时， ir=o.1ua; 在 vr=6v时， ir=10ua。6. 选择二极管的基本原则1 ）要求导通电压低时选锗管 ; 要求反向电流小时选硅管。2 ）要求导通电流大时选面结合型 ; 要求工作频率高时选点接触型。3 ）要求反向击穿电压高时选硅管。4 ）要求耐高温时选硅管。二、并联型稳压电路1. 电路组成及工作原理硅稳压管组成的并联型稳压电路如下图所示，经整流滤波后得到的直流电压作为稳压电路的输入电压ui ，限流电阻 r和稳压管 v 组成稳压电路，输出电压 uo=uz。 u1iri

6、lu2ri zuicu zrlu ov;.教 师 授 课 教 案在这种电路中，不论是电网电压波动还是负载电阻 rl的变化，稳压管稳压电路都能起到稳压作用，因为 uz基本恒定，而 uo=uz。下面从两个方面来分析其稳压原理：（1）设 rl 不变，电网电压升高使 ui 升高，导致 uo升高，而 uo=uz。根据稳压管的特性， 当 uz升高一点时， iz 将会显著增加， 这样必然使电阻 r上的压降增大，吸收了 ui 的增加部分，从而保持 uo不变。反之亦然。（2）设电网电压不变，当负载电阻rl 阻值增大时， i l 减小，限流电阻r上压降 ur将会减小。由于uo=uz=ui-ur，所以导致 uo升高

7、，即 uz 升高，这样必然使 i z 显著增加。由于流过限流电阻 r的电流为 i r=i z+i l，这样可以使流过 r 上的电流基本不变，导致压降 ur 基本不变，则 uo 也就保持不变。;.反之亦然。在实际使用中 , 这两个过程是同时存在的，而两种调整也同样存在。因而无论电网电压波动或负载变化，都能起到稳压作用。2. 稳压电路参数确定（1）限流电阻的计算。稳压电路要输出稳定电压，必须保证稳压管正常工作。因此必须根据电网电压和负载电阻rl的变化范围 , 正确地选择限流电阻r的大小。从两个极限情况考虑，则有当 ui 为最小值， io 达到最大值时，即ui=uimin ， io=iomax, 这

8、时i r=(uimin-u z)/r 。则 i z=i r-iomax 为最小值。为了让稳压管进入稳压区，此时i z值应大于 i zmin， 即 i z=(uimin-u z)/r-iomax i zmin, 则ruii minu zzi o max教 师 授 课 教 案;.当 ui 达最大值， io 达最小值时， ui=uimax， io=iomin, 这时i r=(uimax-uz)/r ，则 i z=i r-iomin 为最大值。为了保证稳压管安全工作，此时i z值应小于 i zmax，即 i z=(uimax-uz)/r-iomin i zmax，则uimaxu zriomini z所

9、以限流电阻 r 的取值范围为u i minu zuimaxu zi zi omaxriomini z在此范围内选一个电阻标准系列中的规格电阻。（ 2）确定稳压管参数一般取u zu oi z max (1.5 3) i o maxui(2 3)uo三、串联型稳压电路并联型稳压电路可以使输出电压稳定，但稳压值不能随意调节，而且输出电流很小， iomax=（1/3 2/3 ）i zmax，而 i zmax一般只有 20 40ma。为了加大输出电流，使输出电压可调节，常用串联型晶体管稳压电路, 如下图所示。1. 电路组成uo=u z ube实际上是射极输出器，uo=uz -u be 。调整管 t 工作

10、在放大区，即线性区，故称为线性稳压电路，又因为调整管与负载相串联，所以称为串联型稳压电源。两个主要缺点： (1) 稳压效果不好。 (2) 输出电压不可调。改进的方法：在稳压电路中引入带电压负反馈的放大环节。2. 具有放大环节的串联型稳压电路;.教 师 授 课 教 案v 1r4r3r1uiv 2rprurpolrpv3uzr2(a)上图是由分立元件组成的串联型稳压电路，当电网电压波动或负载变化时，可能使输出电压uo上升或下降。为了使输出电压uo不变，可以利用负反馈原理使其稳定。假设因某种原因使输出电压uo 上升，其稳压过程为uo ub2ub1（ uc2） uo。串联型稳压电路的输出电压可由rp 进行调节。uou zr1 rpr2u zr2rpr2 rp式中， r=r1+rp