[組圖]簡(jiǎn)單的穩壓電路

交流電經(jīng)過(guò)整流可以變成直流電，但是它的電壓是不穩定的：供電電壓的變化或用電電流的變化，都能引起電源電壓的波動(dòng)。要獲得穩定不變的直流電源，還必須再增加穩壓電路。

要了解穩壓電路的工作，得從穩壓管說(shuō)起。

一、有“特異功能”的二極管穩壓管

　　一般三極管都是正向導通，反向截止；加在二極管上的反向電壓、如果超過(guò)二極管的承受能力，二極管就要擊穿損毀。但是有一種二極管，它的正向特性與普通二極管相同，而反向特性卻比較特殊：當反向電壓加到一定程度時(shí)，雖然管子呈現擊穿狀態(tài)，通過(guò)較大電流，卻不損毀，并且這種現象的重復性很好；反過(guò)來(lái)著(zhù)，只要管子處在擊穿狀態(tài)，盡管流過(guò)管子的電在變化很大，而管子兩端的電壓卻變化極小起到穩壓作用。這種特殊的二極管叫穩壓管。

　　　穩壓管的型號有2CW 、2DW 等系列，它的電路符號如圖5－17所示。

　　穩壓管的穩壓特性，可用圖5一18所示伏安特性曲線(xiàn)很清楚地表示出來(lái)。

　　穩壓管是利用反向擊多區的穩壓特性進(jìn)行工作的，因此、穩壓管在電路中要反向連接。穩壓管的反向擊穿電壓稱(chēng)為穩定電壓、不同類(lèi)型穩壓管的穩定電壓也不一樣，某一型號的穩壓管的穩壓值固定在口定范圍。例如：2CW11 的穩壓值是3.2伏到4．5伏，其中某一只管子的穩壓值可能是3．5伏，另一只管子則可能是4，2伏。

　　在實(shí)際應用中，如果選擇不到穩壓值符合需要的穩壓管，可以選用穩壓值較低的穩壓管，然后串聯(lián)一辦或幾只硅二極管“枕墊”，把穩定電壓提高到所需數值。這是利用硅二極管的正向壓降為0．6～0．7伏的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行穩壓的。因此，二極管在電路中必須正向連接，這是與穩壓管不同的。

　　穩壓管穩壓性能的好壞，可以用它的動(dòng)態(tài)電阻r來(lái)表示：

　　顯然，對于同樣的電流變化量ΔI，穩壓管兩端的電壓變化量ΔU越小 ，動(dòng)態(tài)電阻越小 ，穩壓管性能就越好。

　　穩壓管的動(dòng)態(tài)電阻是隨工作電流變化的，工作電流越大。動(dòng)態(tài)電阻越小 。因此，為使穩壓效果好，工作電流要選得合。工作電流選得大些，可以減小動(dòng)態(tài)電阻，但不能超過(guò)管子的最大允許電流（或最大耗散功率）。各種型號管子的工作電流和最大允許電流，可以從手冊中查到。

　　穩壓管的穩定性能受溫度影響，當溫度變化時(shí)，它的穩定電壓也要發(fā)生變化，常用穩定電壓的溫度系數來(lái)表示這種性能例如2CW19 型穩壓管的穩定電壓Uw= 12伏，溫度系數為0.095%℃ ，說(shuō)明溫度每升高1℃，其穩定電壓升高11.4毫伏。為提高電路的穩定性能，往往采用適當的溫度補償措施。在穩定性能要求很高時(shí)，需使用具有溫度補償的穩壓，如2DW7A 、 2DW7W 、 2DW7C 等。

二、硅穩壓管穩壓電路

　　由硅穩壓管組成的簡(jiǎn)單穩壓電路如圖5-l9 （a）所示。硅穩壓管DW與負載Rfz ，并聯(lián)，R1為限流電阻。

　　這個(gè)電路是怎樣進(jìn)行穩壓的呢？若電網(wǎng)電壓升高，整流電路的輸出電壓Usr 也隨之升高，引起負載電壓Usc 升高。由于穩壓管DW與負載Rfz 并聯(lián)，Usc 只要有根少一點(diǎn)增長(cháng)，就會(huì )使流過(guò)穩壓管的電流急劇增加，使得I1也增大，限流電阻R1上的電壓降增大，從而抵消了Usr 的升高，保持負載電壓Usc 基本不變。反之，若電網(wǎng)電壓降低，引起Usr 下降，造成Usc 也下降，則穩壓管中的電流急劇減小，使得I1減小，R1上的壓降也減小，從而抵消了Usr 的下降，保持負載電壓Usc 基本不變。

　　若Usr 不變而負載電流增加，則R1上的壓降增加，造成負載電壓Usc 下降。Usc 只要下降一點(diǎn)點(diǎn)，穩壓管中的電流就迅速減小，使R1 上的壓降再減小下來(lái)，從而保持R1 上的壓降基本不變，使負載電壓Usc 得以穩定。

　　綜上所述可以看出，穩壓管起著(zhù)電流的自動(dòng)調節作用，而限流電阻起著(zhù)電壓調整作用。穩壓管的動(dòng)態(tài)電阻越小，限流電阻越大，輸出電壓的穩定性越好。

　　　　那么怎樣選擇穩壓管和限流電阻呢？

　　1．因為穩壓管是與負載并聯(lián)的，所以穩田管的穩定電壓應該等于負載直流電壓,即Uw＝Usc 。穩壓管最大穩定電流的選擇，要考慮到特殊情況下穩壓管通過(guò)的最大電流：一種情況是，當負載電流Ifz ＝0時(shí)，全部最大負載電流Ifzmax都通過(guò)穩壓管；另一種情況是，輸入電壓Usr ，升高，也會(huì )引起通過(guò)穩壓管電流增大。一般取穩壓管最大電流選用動(dòng)態(tài)電阻小、電壓溫度系數小的穩壓管，有利于提高電壓的穩定度。

　　2．限流電阻R1可由式中算出：因為Usr 、和Ifz 都是變化的，為了保證Ifz＝0時(shí)Iw不起超過(guò)穩壓管的最大穩定電流，R1 要足夠大，為了保證穩定作用，又必須保證在Usr ，最小時(shí)，Iw大于穩壓管的最小穩定電流。綜合上述兩右面的考慮，限流電阻R1 的選擇范圍是：

　　圖5－l9（A）所示電路簡(jiǎn)單可靠，但是穩定電壓不能調整，負載電流太小，一般多用做電路前級的穩壓和其他電源的參考電壓。

　　采用兩級硅穩壓管穩壓電路，可以輸出兩種穩定電壓U1和Usc ，并能進(jìn)一步提高穩壓效果。電路見(jiàn)圖5－19（b）

三、串聯(lián)型穩壓電路

　　串聯(lián)型穩壓電路是比較常用的一種電路。電路如圖5－20（a）所示。

　　三極管BG 在電路申是調整元件，它很有“見(jiàn)機行事”的本領(lǐng)，每當由于供電或用電發(fā)生變化，電路輸出電壓波動(dòng)欲起的時(shí)候，它都能及時(shí)地加以調節，使輸出電壓保持基本穩定，因此它被稱(chēng)做調整管口因為在電路中作為調整元件的三極管是與負載相串聯(lián)的，所以這種電路叫串聯(lián)型穩壓電路。穩壓管DW為調整管提供基準電壓，使調整管基極電位不變。R1 是DW的保護電阻，限制通過(guò)DW的電流，起保護穩壓管的作用。Rfz ，是負載電阻，是BG 的直流通路。

　　BG 和DW配合“默契”，保證電路格出穩定的用壓。電路穩壓過(guò)程是這佯的：如果輸人電壓Usr 增大，使輸出電壓Usc 。增大時(shí)，由于Ub＝Uw固定不變，調整管基棗射間電壓Ube 。=Ub-Usc 將減小，基流Ib隨之減小，而管壓降Uce ，隨之增大，從而抵消了Usc 增大的部分，使Usc ，基本穩定。如果負載電流Isc 增大，使輸出電壓Usc 減小時(shí)，由于Ub固定，Ube 將增大，使人增大，Uce 減小，也同樣地使Usc 基本穩定。

　　從上面分析中可以看到，調整管既象是一個(gè)自動(dòng)的可變電阻：當輸出電壓增大時(shí)，它的“阻值”就增大，分擔了大出來(lái)的電壓；當輸出電壓減小時(shí)，它的“阻值”就減小，補足了小下去的電壓。無(wú)論是哪種情況，都使電路保持輸出一個(gè)穩定的電壓?！爸笓]”調整管變化的是輸出電壓的變化量？Usc ；正是ΔUsc 控制調整管的基極電流Ib，才使得調整管隨著(zhù)ΔUsc 變化。換句話(huà)說(shuō)，是不穩定的輸出電壓，驅動(dòng)調整管去穩定輸出電壓。

　　如果把圖5－20（a） 所示穩壓電路的形式稍微改變一下，畫(huà)成圖5－20（b）樣子的話(huà)，不難看出，原來(lái)串聯(lián)型穩壓電路就是一個(gè)射極跟隨器。R1是上偏置電阻，穩壓管DW是下偏置電阻，輸出電壓是從發(fā)射極電阻Rfz 上取出的。