稳压二极管稳压电路如何设计

news2024/9/21 14:52:32

在一些电流不大的地方,一般毫安级别,有时候我们可以利用稳压二极管去设计一个我们需要的电压。

大家可以看下稳压二极管的伏安曲线


在反向电压下,尽管电流在很大的范围内变化,而稳压二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近,从而实现了二极管稳压的功能 

稳压二极管有两个重要参数。

Uz— 稳定电压
指稳压管通过额定电流时稳压管两端产生的稳定电压值,额定电流推荐值一般是5mA,。这个由器件参数决定,我们设计不同的电压需要不同稳定电压值的稳压管。

Iz— 额定电流
指稳压二极管产生稳定电压时通过的电流值
低于额定电流时,虽然也能稳压,但稳压效果会变差;高于额定电流时,只要不超过额定功率损耗,也是允许的,而且稳压性能会好一些,但功耗要增加。 二极管在做稳压电路时我们一般要求二极管的反向电流在2mA-20mA范围内

Rz—动态电阻
稳压二极管两端电压变化与电流变化的比值。动态电阻越小稳定性越好。

稳压管设计成稳压电路大家可以看下:


前面的电阻我们称之为限流电阻,输入电压高出稳点电压之外的电压就落在了这个电阻上,所以这个电阻是必须的。
这个电阻的计算公式为

R=(Ui-Uz)/(Iz+Io)
Uo=Uz
Ui为输入电压,Uz为稳定电压,Iz为反向电流,Io为负载电流

我们一般设计使Iz在2mA-20mA的范围,所以可以计算出来电阻阻值范围为 170Ω-1.7KΩ

比如我要利用稳压二极管设计9V转5.6V的一个电压,要求负载电流最大能到10mA,那么怎么选择这个电阻阻值。
首先稳压二极管的话需要选一个稳定电压是5.1V的,其次就是在稳定电压满足要求的前提下,选择动态电阻小的。我手上有一个ZMM5V1的稳压管,

其次就是选择这个串联电阻。
由于我们前面说到 一般推荐Iz的范围是2mA-20mA,所以我们把Ui=9V,Uz=5.6V,Io=10mA带进上面的式子就可以得到电阻范围为170Ω-1.7KΩ,为了增大带载能力,我们选阻值选小点,这里我选个200欧姆,最大带载为15mA,然后的话电阻的功率最大是需要 200*0.03*0.03=0.18W,再留点余量选择1/4W的电阻。

这就是稳压二极管电路的一个设计过程,大家可以参考下

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