总结稳压二极管应用电路和原理

稳压二极管比较特殊，基本结构与普通二极管一样，也有一个PN结。由于制造工艺的不同，当这种PN结处于反向击穿状态时，PN结不会损坏(普通二极管的PN结是会损坏)，在稳压二极管用来稳定电压时就是利用它的这一击穿特性。由于稳压二极管具有稳压作用，因此在很多电路当中均有应用，如稳压电源、限幅电路、过压保护电路、补偿电路等等。

1、稳压管工作原理

如下图是稳压二极管伏安特性曲线图，当电压达到稳压值Uz时，曲线很陡，说明流过稳压二极管的电流在大小变化时，稳压二极管两端的电压大小基本不变，也就是说在一定电压范围内，随着流过稳压二极管的电流变化，稳压二极管两端电压大小基本保持不变，这就是稳压二极管的工作原理，它利用的是它的反向工作特性。

2、稳压管主要参数

①稳定电压Uz：稳压管反向击穿后稳定工作时的电压值称为稳定电压；

②稳定电流Iz：稳压管反向击穿后稳定工作时的反向电流称为稳定电流。稳压管允许通过的最大反向电流称为最大稳定电流，使用稳压管时,工作电流不能超过，一般按大于2倍输出电压来设计；

③动态电阻Rz：稳压管在反向击穿的曲线工作时,电压变化量△Uz与电流变化量△I之比称为动态电阻，动态电阻越小说明稳压性能越好；

④额定功耗Pz：由芯片允许温升决定，它的额定值为稳定电压Uz和允许最大电流Iz的乘积。

⑤温度系数α：稳压管的温度变化会导致稳定电压发生微小变化，因此温度变化1℃所引起管子两端电压的相对变化量即是温度系数，温度系数越小越好，说明稳压管受温度影响很小。

二、稳压二极管的应用电路和原理

1、典型的串联型稳压电路

在此电路中，三极管 T 的基极被稳压二极管 D 稳定在 13V，那么其发射极就输出恒定的 13-0.7=12.3V 电压了，在一定范围内，无论输入电压升高还是降低，无论负载电阻大小变化，输出电压都保持不变，这个电路在很多场合下都有应用。

2、电视机里的过压保护电路

115V 是电视机主供电电压，当电源输出电压过高时，D 导通，三极管 T 导通，其集电极电位将由原来的高电平（5V）变为低电平，通过待机控制线的电压使电视机进入待机保护状态。

3、电弧抑制电路

在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管（也可接入一只普通二极管原理一样）的话，当线圈在导通状态切断时，由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收，所以当开关断开时，开关的电弧也就被消除了。这个应用电路在工业上用得比较多，如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它。

4、浪涌保护电路

稳压管在准确的电压下击穿，这就使得它可作为限制或保护之元件来使用，因为各种电压的稳压二极管都可以得到，故对于这种应用特别适宜。图中的稳压二极管 D 是作为过压保护器件。只要电源电压 VS 超过二极管的稳压值 D 就导通，使继电器 J 吸合负载 RL 就与电源分开。

正反向串联的作用

如果是两个稳压二极管反向串联，正、反方向电压到达稳压值时，电压被钳位（即不能再升高）。

1、经常在功率较大的放大电路，功率管的栅极 G 与源极 S 即发射结一个稳压二极管，这是通过限制电压对 G-S 起保护作用，防止 G-S 之间的绝缘层被过高的电压击穿。

2、两个二极管反向串联后对与之并联的电路可起过压保护作用，当电路过压时，二极管首先击穿短路。

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稳压二极管的工作原理，稳压二极管的应用电路

要理解稳压二极管的工作原理，只要了解二极管的反向特性就行了。所有的晶体二极管,其基本特性是单向导通。就是说，正向加压导通，反向加压不通。这里有个条件就是反向加压不超过管子的反向耐压值。那么超过耐压值后是什么结果呢?一个简单的答案就是管子烧毁。但这不是全部答案。试验发现，只要限制反向电流值(例如，在管子与电源之间串联一个电阻)，管子虽然被击穿却不会烧毁。而且还发现，管子反向击穿后，电流从大往小变，电压只有很微小的下降，一直降到某个电流值后电压才随电流的下降急剧下降。正是利用了这个特性人们才造出了稳压二极管。使用稳压二极管的关键是设计好它的电流值。

稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。 这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。

稳压二极管的工作原理，稳压二极管的应用电路

一.稳压二极管原理及特性

一般三极管都是正向导通，反向截止;加在二极管上的反向电压、如果超过二极管的承受能力，二极管就要击穿损毁。但是有一种二极管，它的正向特性与普通二极管相同，而反向特性却比较特殊：当反向电压加到一定程度时，虽然管子呈现击穿状态，通过较大电流，却不损毁，并且这种现象的重复性很好;反过来着，只要管子处在击穿状态，尽管流过管子的电在变化很大，而管子两端的电压却变化极小起到稳压作用。这种特殊的二极管叫稳压管。

稳压管的型号有2CW、2DW 等系列，它的电路符号如图5-17所示。

稳压管的稳压特性，可用图5一18所示伏安特性曲线很清楚地表示出来。

稳压管是利用反向击多区的稳压特性进行工作的，因此、稳压管在电路中要反向连接。稳压管的反向击穿电压称为稳定电压、不同类型稳压管的稳定电压也不一样，某一型号的稳压管的稳压值固定在口定范围。例如：2CW11的稳压值是3.2伏到4.5伏，其中某一只管子的稳压值可能是3.5伏，另一只管子则可能是4，2伏。

在实际应用中，如果选择不到稳压值符合需要的稳压管，可以选用稳压值较低的稳压管，然后串联一办或几只硅二极管“枕垫”，把稳定电压提高到所需数值。这是利用硅二极管的正向压降为0.6～0.7伏的特点来进行稳压的。因此，二极管在电路中必须正向连接，这是与稳压管不同的。

稳压管稳压性能的好坏，可以用它的动态电阻r来表示：

显然，对于同样的电流变化量ΔI，稳压管两端的电压变化量ΔU越小，动态电阻越小，稳压管性能就越好。

稳压管的动态电阻是随工作电流变化的，工作电流越大。动态电阻越小。因此，为使稳压效果好，工作电流要选得合。工作电流选得大些，可以减小动态电阻，但不能超过管子的最大允许电流(或最大耗散功率)。各种型号管子的工作电流和最大允许电流，可以从手册中查到。

稳压管的稳定性能受温度影响，当温度变化时，它的稳定电压也要发生变化，常用稳定电压的温度系数来表示这种性能例如2CW19型稳压管的稳定电压Uw= 12伏，温度系数为0.095%℃，说明温度每升高1℃，其稳定电压升高11.4毫伏。为提高电路的稳定性能，往往采用适当的温度补偿措施。在稳定性能要求很高时，需使用具有温度补偿的稳压，如2DW7A、2DW7W、2DW7C 等。

二. 稳压二极管稳压电路图

由硅稳压管组成的简单稳压电路如图5- l9(a)所示。硅稳压管DW与负载Rfz，并联，R1为限流电阻。

这个电路是怎样进行稳压的呢?

若电网电压升高，整流电路的输出电压Usr也随之升高，引起负载电压Usc 升高。由于稳压管DW与负载Rfz并联，Usc 只要有根少一点增长，就会使流过稳压管的电流急剧增加，使得I1也增大，限流电阻R1上的电压降增大，从而抵消了Usr的升高，保持负载电压Usc 基本不变。反之，若电网电压降低，引起Usr下降，造成Usc 也下降，则稳压管中的电流急剧减小，使得I1减小，R1上的压降也减小，从而抵消了Usr的下降，保持负载电压Usc 基本不变。

若Usr 不变而负载电流增加，则R1上的压降增加，造成负载电压Usc 下降。Usc 只要下降一点点，稳压管中的电流就迅速减小，使R1上的压降再减小下来，从而保持R1上的压降基本不变，使负载电压Usc 得以稳定。

综上所述可以看出，稳压管起着电流的自动调节作 用，而限流电阻起着电压调整作用。稳压管的动态电阻越小，限流电阻越大，输出电压的稳定性越好。

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