[組圖]簡單的穩(wěn)壓電路

要了解穩(wěn)壓電路的工作，得從穩(wěn)壓管說起。

一、有“特異功能”的二極管穩(wěn)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，雖然管子呈現(xiàn)擊穿狀態(tài)，通過較大電流，卻不損毀，并且這種現(xiàn)象的重復性很好；反過來著，只要管子處在擊穿狀態(tài)，盡管流過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(wěn)壓作用。這種特殊的二極管叫穩(wěn)壓管。

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

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

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

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

　　穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的好壞，可以用它的動態(tài)電阻r來表示：

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

　　穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻是隨工作電流變化的，工作電流越大。動態(tài)電阻越小 。因此，為使穩(wěn)壓效果好，工作電流要選得合。工作電流選得大些，可以減小動態(tài)電阻，但不能超過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(wěn)壓管的穩(wěn)定性能受溫度影響，當溫度變化時，它的穩(wěn)定電壓也要發(fā)生變化，常用穩(wěn)定電壓的溫度系數(shù)來表示這種性能例如2CW19 型穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uw= 12伏，溫度系數(shù)為0.095%℃ ，說明溫度每升高1℃，其穩(wěn)定電壓升高11.4毫伏。為提高電路的穩(wěn)定性能，往往采用適當?shù)臏囟妊a償措施。在穩(wěn)定性能要求很高時，需使用具有溫度補償?shù)姆€(wěn)壓，如2DW7A 、 2DW7W 、 2DW7C 等。

二、硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路

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

　　這個電路是怎樣進行穩(wěn)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(wěn)壓管DW與負載Rfz 并聯(lián)，Usc 只要有根少一點增長，就會使流過穩(wěn)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(wěn)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 只要下降一點點，穩(wěn)壓管中的電流就迅速減小，使R1 上的壓降再減小下來，從而保持R1 上的壓降基本不變，使負載電壓Usc 得以穩(wěn)定。

　　綜上所述可以看出，穩(wěn)壓管起著電流的自動調節(jié)作用，而限流電阻起著電壓調整作用。穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻越小，限流電阻越大，輸出電壓的穩(wěn)定性越好。

　　　　那么怎樣選擇穩(wěn)壓管和限流電阻呢？

　　1．因為穩(wěn)壓管是與負載并聯(lián)的，所以穩(wěn)田管的穩(wěn)定電壓應該等于負載直流電壓,即Uw＝Usc 。穩(wěn)壓管最大穩(wěn)定電流的選擇，要考慮到特殊情況下穩(wěn)壓管通過的最大電流：一種情況是，當負載電流Ifz ＝0時，全部最大負載電流Ifzmax都通過穩(wěn)壓管；另一種情況是，輸入電壓Usr ，升高，也會引起通過穩(wěn)壓管電流增大。一般取穩(wěn)壓管最大電流選用動態(tài)電阻小、電壓溫度系數(shù)小的穩(wěn)壓管，有利于提高電壓的穩(wěn)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Iw不起超過穩(wěn)壓管的最大穩(wěn)定電流，R1 要足夠大，為了保證穩(wěn)定作用，又必須保證在Usr ，最小時，Iw大于穩(wěn)壓管的最小穩(wěn)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）所示電路簡單可靠，但是穩(wěn)定電壓不能調整，負載電流太小，一般多用做電路前級的穩(wěn)壓和其他電源的參考電壓。

　　采用兩級硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，可以輸出兩種穩(wěn)定電壓U1和Usc ，并能進一步提高穩(wěn)壓效果。電路見圖5－19（b）

三、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

　　串聯(lián)型穩(wěn)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“見機行事”的本領，每當由于供電或用電發(fā)生變化，電路輸出電壓波動欲起的時候，它都能及時地加以調節(jié)，使輸出電壓保持基本穩(wěn)定，因此它被稱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(wěn)壓電路。穩(wěn)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DW的電流，起保護穩(wěn)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(wěn)定的用壓。電路穩(wěn)壓過程是這佯的：如果輸人電壓Usr 增大，使輸出電壓Usc 。增大時，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(wěn)定。如果負載電流Isc 增大，使輸出電壓Usc 減小時，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(wěn)定。

　　從上面分析中可以看到，調整管既象是一個自動的可變電阻：當輸出電壓增大時，它的“阻值”就增大，分擔了大出來的電壓；當輸出電壓減小時，它的“阻值”就減小，補足了小下去的電壓。無論是哪種情況，都使電路保持輸出一個穩(wěn)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ΔUsc 變化。換句話說，是不穩(wěn)定的輸出電壓，驅動調整管去穩(wěn)定輸出電壓。

　　如果把圖5－20（a） 所示穩(wěn)壓電路的形式稍微改變一下，畫成圖5－20（b）樣子的話，不難看出，原來串聯(lián)型穩(wěn)壓電路就是一個射極跟隨器。R1是上偏置電阻，穩(wěn)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。