项目三 简易的串联稳压电路

2021年2月6日发(作者：客人英文)

项目初识

电子设备的正常工作离不开稳定、合适的电源供给，懂得交直 流电压的变换原理是

学习电子电路的首要任务。稳压电源指能将交流电压转换成直流几十 伏电压以内的电源装

置，

广泛用于各种小型电子设备，

如复读机、

收放机、

电脑ＬＣＤ显示屏、

单片机仿真器、

连接宽带上网的

“猫”

等，

与人们日常生活密切相关。

本项目的学习 围绕串联型稳压电源，

包括原理、安装、维护、改进、设计等等。

1.

理解二极管的单向导电性。

2.

知道二极管的正向、反向偏置。

3.

了解桥堆内的电路结构与连线方法

4.

学会查器件手册，能根据要求选用合适的二极管。

1

．能识读整流二极管、稳压二极管 的型号和主要参数。

2

．能判断二极管的管脚与性能。

3

．能对元件进行整形。

< p>
4

．能判断自锁按钮的常闭与常开触点。

5

．能正确安装与调试电路的功能。

6

．能用万用表测量电路中关键点的工作电压。

1

知识准备

一、整流二极管

(

一

)

电路 符号

二极管的种类很多，如玻璃封装的开关二极管，塑料封装小功率整流二极管，金属

封装的大功率整流二极管等，如图

3-1

所示。

图

3-1

各类二极管的外形

一般来讲，晶体二 极管是一个由

p

型半导体和

N

型半导体烧结形成的

P-N

结界面。

< p>
在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场，通常二极的正极用字母

A

表示，负极用

字母

K

< br>表示，电路符号图如图

3-2

所示。

图

3-2

二极管电路符号图

（二）二极管的单向导电性

如图< /p>

3-3

表示为二极管的单向导电性，也就是在正向电压的作用下， 导通电阻很小；

而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。

2

VD

正

极

负

极

+

+

VD

VD

电

流

方

向

二极管的电流方向

正向导通灯泡亮

反向截止灯泡不亮

图

3-3

二极管单向导电性

（三）整流二极管主要参数

二极管 常用于整流电路，由于生产工艺等原因，各个厂商的二极管，都有其额定的参

数。在实际 使用中，二极管的工作电流、反向电压若超过其规定的最大值，则可能造成损

坏。各种型 号的二极管参数在晶体管手册中均可查到，这些参数是设计电路时选用二极管

的重要依据 。最主要的二极管参数有两个：

1.

最大整流电流

I

FM

也称额定工作电流，指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流，在实际电路

中流过二极管的电流若大于

IFM

，则会造成二极管过热损 坏。

2.

最高反向工作电压

U

RM

也称额定工作 电压，指二极管工作时允许外加的最大反向电压，超过此值，二极管可

能反向击穿而损坏 。

为确保二极管安全工作，

最高反向工作电压常取击穿电压的< /p>

1/3-1/2

。

二、稳压二极管

< br>稳压二极管是一种硅材料制成的能稳定电压的二极管，简称稳压管。稳压管反向击穿

时，在一定的电流范围内，两端的电压基本保持不变，因而广泛用于稳压电源等电路中。

(

一

)

电路符号

图

3-4

为单向稳压管外形与电路符号，图

3-5

为双向稳压管外形与电 路符号。

图

3-4

单向稳压管实物与电路符号图

3

图

3-5

双向稳压管实物与电路符号图

(

二

)

稳压管正常工作的条件

如图

3-6

所示，要使稳压二极管能够稳定工作，须满足二个基本条件：

1.

稳压管两端必须加上一个大于其击穿 电压的反向电压。

2.

必须限制其反 向电流，使稳压管工作在额定电流内

,

如加限流电阻等。

图

3-6

稳压管工作基本电路图

(

三

)

稳压管的主要参数

1.

< br>稳定电压

U

Z

指在规定电流下稳压管的击穿电压。值得注意的是，由于半导体器件的离散性，即使

同一型号的稳压管，

Uz

也有一定的差异。

2.

稳定电流

I

< p>
Z

指稳压管在稳压状态下的工作电流。根据稳压 管的功耗不同，稳定电流有一定的允许

变化范围，电流偏小，稳压效果变坏，在允许范围 内，电流偏大，稳压效果较好。

3.

额定功耗

P

ZM

稳压管的稳定电流与稳定电压的乘积为额定功耗，稳压管的实际功耗超过此值，稳压

管会过热损坏。常用稳压管有

0.5W

、

1W

等。

(

四

)1N47

系列稳压值

表

3-1 1N47

系列稳压值

4

型号

1N4727

1N4728

1N4729

1N4730

1N4731

1N4732

1N4733

1N4734

稳压值

3V0

3V3

3V6

3V9

4V3

4V7

5V1

5V6

型号

1N4735

1N4736

1N4737

1N4738

1N4739

1N4740

1N4741

1N4742

稳压值

6V2

6V8

7V5

8V2

9V1

10V

11V

12V

型号

1N4743

1N4744

1N4745

1N4746

1N4747

1N4748

1N4749

1N4750

稳压值

13V

15V

16V

18V

20V

22V

24V

27V

型号

1N4751

1N4752

1N4753

1N4754

1N4755

1N4756

1N4757

稳压值

30V

33V

36V

39V

43V

47V

51V

四

、电路知识准备

（一）桥式整流电路

1.

< p>
桥式整流电路原理图（如图

3-6

所示）

。

图

3-6

桥式整流电路原理图

2.

工作原理

当

v

2

为正半周时，

VD

1

、

VD

2

导通，

VD

3

、

V

D

4

< br>截止，等效电路如图

3-7

所示，电

－

－

v

○

－

，在负载

R

上正下负的输出

流流经路径为

v

2

?< /p>

?

VD

1

?

－

R

L

－

VD

2

?

－

< p>
VD

2

○

L

2

电压。

5

图

3-7

正半周等效电路图

当

v

2

为负半周时，

VD

3

、

V

D

< p>
4

导通，

VD

1

、

VD

2

截止，等效电 路见图

2.2.4(b)

所示，

－

－

R

－

VD

?

－

VD

○

－

－

v

○

－

，同样在负载

R

上形

电流方向

v

2

?< /p>

?

VD

3

?

－

VD

3

○

L

4

L

4

< p>
2

成上正下负的电压。

图

3-8

负半周等效电路图

综合上述分析，变 压器二次电压

v

2

（交流电压）经过整 流以后，在负载

R

L

上得到上

正下负的脉动直流电，

v

2

的正、负半周均能得到利用，提高了电源使用效率，四只整流二

极管对边两只轮流导 通，输出波形如图

3-9

所示。形如“桥接”

< br>，桥式整流电路因此得名。

v

2

t

0

v

L< /p>

t

0

图

3-9

桥式整流电路分析

（二）

串联型稳压电源

6

1.

电路原理图

图

3-10

串联型稳压电源电路图

2.

电路原理

（

1

）

VD1

—

VD4

四只二极管组成桥式全波整流电路，把交流电转换成 直流电。

（

2

）电容

C1

起到滤波作用，把脉动的直流电压转变相对平稳的 直流电压。

（

3

）电阻

R1

给

VT1

与稳压提供偏置电流，使三极管

VT1

处于放大状态 、使稳压管

VZ

处

于反向击穿状态。< /p>

（

4

）

R1

、

VZ

起到提供基准电压，

< p>
VT1

起到电流、功率放大作用。

C2

< p>
起到输出电压滤波稳

定作用。

R2

与

LED1

组成稳压电源的负载与指示指示电路

。

任务一

测一测

7