最简单的稳压器类型可能是齐纳并联稳定器,它通过使用基本齐纳二极管进行稳压来工作,如下图所示。
齐纳二极管的额定电压相当于预期的输出电压,可能与所需的输出值非常匹配。
只要电源电压低于齐纳电压的额定值,它就会在许多兆欧的范围内表现出最大电阻,从而使电源不受限制地通过。
然而,当电源电压超过“齐纳电压”的额定值时,会触发其电阻的显着下降,导致过电压通过它分流到地,直到电源下降或达到齐纳电压电平。
由于这种突然的分流,电源电压下降并达到齐纳值,这导致齐纳电阻再次增加。然后,循环继续快速运行,确保电源稳定在额定齐纳值,并且绝不允许超过该值。
为了获得上述稳定,输入电源需要略高于所需的稳定输出电压。
高于齐纳二极管值的过电压会导致齐纳二极管的内部“雪崩”特性触发,从而产生瞬时分流效应并降低电源,直到达到齐纳二极管额定值。
此操作继续无限确保固定稳定的输出电压等同于齐纳额定值。
齐纳稳压器的优点
齐纳二极管在需要低电流、恒压调节的情况下非常方便。
齐纳二极管易于配置,可用于在任何情况下获得相当精确的稳定输出。
它只需要一个电阻来配置基于齐纳二极管的稳压级,并且可以快速添加到任何电路中以获得预期的结果。
齐纳稳定稳压器的缺点
虽然齐纳稳定电源是实现稳定输出的快速、简单和有效的方法,但它也存在一些严重的缺点。
输出电流较低,可在输出端支持高电流负载。
稳定只能用于低输入/输出差分。这意味着输入电源不能太高于所需的输出电压。否则,负载电阻可能会消耗大量功率,使系统效率非常低。
齐纳二极管工作通常与噪声的产生有关,噪声可能会严重影响敏感电路的性能,例如高保真放大器设计和其他类似的易受攻击的应用。
使用“放大齐纳二极管”
这是一个放大齐纳版本,它利用BJT创建具有增强功率处理能力的可变齐纳二极管。
假设R1和R2具有相同的值,这将为BJT基数创建足够的偏置电平,并允许BJT最佳传导。由于最小基极发射极正向电压要求为0.7V,BJT将根据所用BJT的特定特性,传导并分流高于0.7V或最多1V的任何值。
因此,输出将稳定在大约1V。这种“放大可变齐纳二极管”的功率输出将取决于BJT额定功率和负载电阻值。
但是,只需更改R2值即可轻松更改或调整到其他所需水平。或者更简单地说,用锅代替R2。R1和R2电位器的范围可以是1K和47K之间的任何值,以获得从1V到电源电平(最大24V)的平滑可变输出。为了获得更高的准确性,您可以应用以下电压分频器公式:
输出电压=0.65(R1+R2)/R2
齐纳放大器的缺点
同样,这种设计的缺点是耗散高,随着输入和输出差值的增加,功耗成比例地增加。
为了根据输出电流和输入电源正确设置负载电阻值,可以适当地应用以下数据。
假设所需输出电压为5V,所需电流为20mA,电源输入为12V。然后使用欧姆定律,我们有:
负载电阻=(12-5)/0.02=350欧姆
瓦数=(12-5)x0.02=0.14瓦或简单地1/4瓦就可以了。
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