電工電子教案穩(wěn)壓電路

1、課程指導(dǎo)方案（首頁(yè)）學(xué)期課次課時(shí)班級(jí)2013機(jī)電3+2周次日期上課地點(diǎn)教學(xué)實(shí)施資訊示范小組討論計(jì)劃或項(xiàng)目實(shí)施實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)情境名稱穩(wěn)壓電路能力目標(biāo)1、掌握串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的構(gòu)成及各元件的作用；2、會(huì)分析當(dāng)輸出電壓變化時(shí)的穩(wěn)壓過程。知識(shí)目標(biāo)1、 掌握串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的構(gòu)成及各元件的作用；2、理解穩(wěn)壓電路的工作原理，會(huì)分析當(dāng)輸出電壓變化時(shí)的穩(wěn)壓過程。教學(xué)資源教材、學(xué)習(xí)資料教學(xué)方法討論法考核與評(píng)價(jià)教師評(píng)價(jià)作業(yè)教研室主任意見：簽字：日期：課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)意見教師授課教案教學(xué)過程設(shè)計(jì)： 1、學(xué)習(xí)任務(wù)：穩(wěn)壓電路2、提出要求：（1）掌握串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的構(gòu)成及各元件的作用；（2）理解穩(wěn)壓電路的工作原理，會(huì)分析當(dāng)輸出

2、電壓變化時(shí)的穩(wěn)壓過程。知識(shí)準(zhǔn)備：【新課導(dǎo)入】通過整流濾波電路所獲得的直流電源電壓是比較穩(wěn)定的，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變化時(shí)，輸出電壓會(huì)隨之改變。電子設(shè)備一般都需要穩(wěn)定的電源電壓。如果電源電壓不穩(wěn)定，將會(huì)引起直流放大器的零點(diǎn)漂移，交流噪聲增大，測(cè)量?jī)x表的測(cè)量精度降低等。因此必須進(jìn)行穩(wěn)壓，目前中小功率設(shè)備中廣泛采用的穩(wěn)壓電源有并聯(lián)型穩(wěn)壓電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路、集成穩(wěn)壓電路及開關(guān)型穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路是利用調(diào)整元件調(diào)節(jié)整流輸出的直流電壓，使得電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)輸出的直流電壓穩(wěn)定?！臼谡n內(nèi)容】1、 穩(wěn)壓二極管1.作用：穩(wěn)定電壓2.符號(hào)：VD3.與普通二極管的區(qū)別：工作在反向擊穿狀態(tài)，且反向擊穿電壓

3、較小。 4.伏安特性見右圖5.穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù) 1）Vz 穩(wěn)定電壓。 指穩(wěn)壓管通過額定電流時(shí)兩端產(chǎn)生的穩(wěn)定電壓值。該值隨工作電流和溫度的不同而略有改變。由于制造工藝的差別，同一型號(hào)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值也不完全一致。例如，2CW51型穩(wěn)壓管的Vzmin為3.0V, Vzmax則為3.6V。 2）Iz 穩(wěn)定電流。 指穩(wěn)壓管產(chǎn)生穩(wěn)定電壓時(shí)通過該管的電流值。低于此值時(shí)，穩(wěn)壓管雖并非不能穩(wěn)壓，但穩(wěn)壓效果會(huì)變差;高于此值時(shí)，只要不超過額定功率損耗，也是允許的，而且穩(wěn)壓性能會(huì)好一些，但要多消耗電能。 教師授課教案3） Rz 動(dòng)態(tài)電阻。 指穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變，一般勝

4、作電流愈大，動(dòng)態(tài)電阻則愈小。例如，2CW7C穩(wěn)壓管的工作電流為5mA時(shí)，Rz為18;工作電流為1OmA時(shí)，Rz為8;為20mA時(shí)，Rz為2 ; 20mA則基本維持此數(shù)值。 4）Pz 額定功耗。 由芯片允許溫升決定，其數(shù)值為穩(wěn)定電壓Vz和允許最大電流Izm的乘積。例如2CW51穩(wěn)壓管的Vz為3V，Izm為20mA，則該管的Pz為60mWo 5）Ctv 電壓溫度系數(shù)。 是說明穩(wěn)定電壓值受溫度影響的參數(shù)。例如2CW58穩(wěn)壓管的Ctv是+0.07%/C，即溫度每升高1C，其穩(wěn)壓值將升高0.07%。 6）IR 反向漏電流。 指穩(wěn)壓二極管在規(guī)定的反向電壓下產(chǎn)生的漏電流。例如2CW58穩(wěn)壓管的VR=1V時(shí)，

5、IR=O.1uA;在VR=6V時(shí)，IR=10uA。 6.選擇二極管的基本原則 1）要求導(dǎo)通電壓低時(shí)選鍺管;要求反向電流小時(shí)選硅管。 2）要求導(dǎo)通電流大時(shí)選面結(jié)合型;要求工作頻率高時(shí)選點(diǎn)接觸型。 3）要求反向擊穿電壓高時(shí)選硅管。 4）要求耐高溫時(shí)選硅管。2、 并聯(lián)型穩(wěn)壓電路1. 電路組成及工作原理硅穩(wěn)壓管組成的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路如下圖所示，經(jīng)整流濾波后得到的直流電壓作為穩(wěn)壓電路的輸入電壓Ui，限流電阻R和穩(wěn)壓管V組成穩(wěn)壓電路，輸出電壓Uo=Uz。教師授課教案在這種電路中，不論是電網(wǎng)電壓波動(dòng)還是負(fù)載電阻RL的變化，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路都能起到穩(wěn)壓作用，因?yàn)閁Z基本恒定，而Uo=UZ。下面從兩個(gè)方面來分析其穩(wěn)

6、壓原理：（1） 設(shè)RL不變，電網(wǎng)電壓升高使Ui升高，導(dǎo)致Uo升高，而Uo=Uz。根據(jù)穩(wěn)壓管的特性，當(dāng)Uz升高一點(diǎn)時(shí)，Iz將會(huì)顯著增加，這樣必然使電阻R上的壓降增大，吸收了Ui的增加部分，從而保持Uo不變。反之亦然。（2） 設(shè)電網(wǎng)電壓不變，當(dāng)負(fù)載電阻RL阻值增大時(shí)，IL減小，限流電阻R上壓降UR將會(huì)減小。由于Uo=UZ=Ui-UR，所以導(dǎo)致Uo升高，即UZ升高，這樣必然使IZ顯著增加。由于流過限流電阻R的電流為IR=IZ+IL，這樣可以使流過R上的電流基本不變，導(dǎo)致壓降UR基本不變，則Uo也就保持不變。反之亦然。在實(shí)際使用中,這兩個(gè)過程是同時(shí)存在的，而兩種調(diào)整也同樣存在。因而無論電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)

7、載變化，都能起到穩(wěn)壓作用。 2.穩(wěn)壓電路參數(shù)確定（1） 限流電阻的計(jì)算。穩(wěn)壓電路要輸出穩(wěn)定電壓，必須保證穩(wěn)壓管正常工作。因此必須根據(jù)電網(wǎng)電壓和負(fù)載電阻RL的變化范圍,正確地選擇限流電阻R的大小。從兩個(gè)極限情況考慮，則有 當(dāng)Ui為最小值，Io達(dá)到最大值時(shí)，即 Ui=Uimin，Io=Iomax,這時(shí)IR=(Uimin-UZ)/R。 則IZ=IR-Iomax為最小值。為了讓穩(wěn)壓管進(jìn)入穩(wěn)壓區(qū)，此時(shí)IZ值應(yīng)大于IZmin， 即IZ=(Uimin-UZ)/R-IomaxIZmin,則 教師授課教案當(dāng)Ui達(dá)最大值，Io達(dá)最小值時(shí)，Ui=Uimax，Io=Iomin,這時(shí)IR=(Uimax-UZ)/R，則I

8、Z=IR-Iomin為最大值。為了保證穩(wěn)壓管安全工作，此時(shí)IZ值應(yīng)小于IZmax，即IZ=(Uimax-UZ)/R-IominIZmax，則所以限流電阻R的取值范圍為在此范圍內(nèi)選一個(gè)電阻標(biāo)準(zhǔn)系列中的規(guī)格電阻。（2） 確定穩(wěn)壓管參數(shù)一般取三、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路并聯(lián)型穩(wěn)壓電路可以使輸出電壓穩(wěn)定，但穩(wěn)壓值不能隨意調(diào)節(jié)，而且輸出電流很小，Iomax=（1/32/3）IZmax，而IZmax一般只有2040mA。為了加大輸出電流，使輸出電壓可調(diào)節(jié)，常用串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路,如下圖所示。1. 電路組成Uo=UZ UBE實(shí)際上是射極輸出器，Uo=UZ -UBE 。調(diào)整管T工作在放大區(qū)，即線性區(qū)，故稱為線性穩(wěn)壓電路，又因?yàn)檎{(diào)整管與負(fù)載相串聯(lián)，所以稱為串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。兩個(gè)主要缺點(diǎn)：(1)穩(wěn)壓效果不好。(2)輸出電壓不可調(diào)。改進(jìn)的方法：在穩(wěn)壓電路中引入帶電壓負(fù)反饋的放大環(huán)節(jié)。2.具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路教師授課教案上圖是由分立元件組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，可能使輸出電壓Uo上升或下降。為了使輸出電壓Uo不變，可以利用負(fù)反饋原理使其穩(wěn)定。假設(shè)因某種原因使輸出電壓Uo上升，其穩(wěn)壓過程為UoUb2Ub1（Uc2）Uo。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的輸出電壓可由Rp進(jìn)行調(diào)節(jié)。式中，R=R1+Rp+R2, Rp是Rp的下半部分阻值。4、 集成穩(wěn)壓器及應(yīng)用集成穩(wěn)壓器將取樣、