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目錄
0 引言
1 穩壓管作業原理
2 穩壓管常見引數
3 穩壓管應用中限流電阻的選取
4 小結
0 引言
穩壓管是比較常用的一種二極管了,當輸入電壓波動或負載有變化時,穩壓管可以調節使電壓穩定,其既可以做基準電壓(精度要求不高的),也可以在負載電流很小的場合做電源使用,這里不造新輪子,主要記錄下知識點,值得一提的是常常被忽視的限流電阻的選取,本文重點介紹下,
1 穩壓管作業原理
下面是一個簡單的穩壓管應用電路,設Ui為輸入電壓,R1為限流電阻,D1為穩壓管,RL為負載,RL負載兩端的電壓Uo和D1穩壓管兩端的電壓相等,

情況一:
當RL固定,Ui變大,或Ui固定,RL增加時,這兩種條件下導致的結果都是Uo增大,進而使穩壓管D1反向電壓增加,流過D1的電流就增大,于是流過限流電阻R1上的電流也隨之增大,R1兩端壓降變大,這樣,Ui增大的壓降基本上被R1消耗,維持輸出電壓Uo不變,
情況二:
當RL固定,Ui變小,或Ui固定,RL減小時,這兩種條件下導致的結果都是Uo減小,進而使穩壓管D1反向電壓減小,流過D1的電流就減小,于是流過限流電阻R1上的電流也隨之減小,R1兩端壓降變小,這樣,Uo=Ui-UR1,還是會維持Uo基本不變,
2 穩壓管常見引數
這里以一個5.1V穩壓管MMSZ5231BT1G引數為例:


1)穩壓值Vz
指穩壓管通過額定電流時兩端產生的穩定電壓值, 其隨作業電流和溫度的不同而略有改變,
2)穩定電流Iz
最小穩定電流Izmin:穩壓二極管作業于穩定電壓時所需的最小反向電流;大穩定電流Izmax:穩壓二極管允許通過的最大反向電流,
低于Izmin穩壓管就沒法正常作業了,直接表現就是你萬用表測驗兩端電壓,達不到規格值,比如這個管子,給1mA時,實測也就1.2V+,給10mA時,才4.9V+這樣,
3)耗散功率Pz
反向電流通過穩壓管的PN結時,要產生一定的功率損耗,PN結的溫度也將升高,根據允許的PN結作業溫度決定出管子的耗散功率,Pz=Vz*Iz,由最大允許功耗Pzm和Vz可以決定Izmax,
像貼圖的這個穩壓管,手冊中其實也沒明確給出Izmin和Izmax,使用時,我們可以根據手冊給定的測驗條件確認作業電流在多少合適,手冊給出的就是20mA,另外,我們可以換算下起Izmax=500mW/5.1V=98.03mA,這個穩壓管需要的作業電流還是蠻大的,若需要選擇小的作業電流的管子,也有些VISHAY的1N4733、長電的MMSZ4689、BZT52C5V1等,分別都是1mA、5mA、50uA的管子,
4)動態電阻Rz
指穩壓管兩端電壓變化與電流變化的比值,該比值隨作業電流的不同而改變,一般電流愈大,動態電阻愈小,例如,這個管子作業電流為20mA時,Rz為17Ω,作業電流為0.25mA時,Rz1600Ω,通常,作業電流越大,動態電阻越小,穩壓性能越好,
5)漏電流IR
指穩壓二極管在反向電壓下產生的漏電流,例如這個穩壓管的VR=2V時,IR=5uA,
3 穩壓管應用中限流電阻的選取
選取限流電阻R1,直接目的就是能讓穩壓管穩定作業在Izmin~Izmax這個范圍內,看上面的原理圖,設流過負載的電流IL,流過穩壓管的電流Iz,流過限流電阻R1的電流IR,輸入電壓Ui,穩壓管穩壓值Uz,
流過穩壓管的電流:Iz =(Ui-Uz)/R - IL
情況一:
當輸入電壓最低Uimin,負載電流最大ILmax時,有最小Izmin,此時可換算得到最大的電阻值:
R<=(Uimin-Uz)/(ILmax+Izmin)
情況二:
當輸入電壓最大Uimax,負載電流最小ILmin時,有最大Izmax,此時可換算得到最小的電阻值:
R>=(Uimax-Uz)/(ILmin+Izmax)
另外要注意下,選擇合適的阻值后,計算下該限流電阻的功耗是否滿足電阻的規格值,若超過了會啥訓電阻的,
4 小結
本是一個簡單的器件,實際用起來不注意還是會出現問題的,就比如這個限流電阻,加大了的話,導致穩壓管作業電流過低,無法正常作業,加小了的話,容易造成流過穩壓的電流過大,超過最大功耗值啥訓管子,這就是設計的力量:)
作于202112211500,已歸檔
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