稳压二极管的应用与仿真

　  稳压二极管的主要参数

　　1.Vz— 稳定电压。

　　指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。从上面的datasheet可以知道，1N4727的Vz=3V， 1n4728的Vz=3.3V。

　　2.IzT— 稳定电流。

　　指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，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，但要多消耗电能。

　　3.rzJ— 动态电阻。

　　指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。上面的datasheet可以知道，1N4727在Iz=1mA的时候，rzJ=400Ω。

　　4.Pz— 额定功耗。

　　由芯片允许温升决定，其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V，Izm为20mA，则该管的Pz为60mWo

　　5.Ctv— 电压温度系数。

　　是说明稳定电压值受温度影响的参数。例如2CW58稳压管的Ctv是+0.07%/°C，即温度每升高1°C，其稳压值将升高0.07%。

　　6.IR— 反向漏电流。

　　指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压管的VR=1V时，IR=O.1uA;在VR=6V时，IR=10uA。 对于稳压二极管来说，稳压二极管的反相就是二极管的正向，即稳压二极管正端接正，负端接负，这样的话与稳压二极管的用法的接法相反，不起稳压作用。

　　稳压二极管电路限流电阻的选取

　　R太大，则Ir很小，当Il增大时，稳压管的电流可能减小到临界值以下，失去稳压作用；

　　R太小，则Ir很大，当Rl很大或开路时，Ir都流向稳压管，可能超过其允许定额而造成损坏。

     稳压电路计算公式

　　公式：（Uimin-Uz）/（Izmin+Ilmax） 》 R 》 （Uimax-Uz）/（Izmax+Ilmin）

　　当两者不能同时满足时，说明在给定条件下已超出稳压管的工作范围，需限制输入电压Ui或负载电流Il的变化范围，或选用更大容量的稳压管。

　　Izmax：稳压管允许的最大工作电流

　　Uzmax：电网电压最高时的整流输出电压

　　Ilmax：负载电流的最大值

　　简化计算［5］

　　限流电阻主要考虑负载电流要多大，而不是是稳压管最小工作电流，

　　（输入电压—稳压电压）/电路最大工作电流=限流电阻

　　（稳压管最小工作电流一般可以忽略不计）。

　　还有一个参数要复核，就是稳压管的功率，在电路最小工作电流时，

　　稳压管上分流的电流×稳压值=稳压管的功率，是否大于稳压管极限功率。

     稳压电路仿真

　　我们可以采用multisim的参数仿真功能而确定限流电阻R1的取值。

　　Multisim——Simulate——Analyses——Parameter Sweep

　　在Output选项卡中把输出电压V［5］加到右边的白框中

　　再选择Analysis Parameters选项卡

　　点Simulate

　　可以看到只有当R1=100Ω时，Vo=3.3V，R1《100Ω时，Vo》3.3V，R1很小时，Vo很大，有可能超过稳压二极管的定值而使稳压二极管烧坏。

　　R1》100Ω时，Vo《3.3V，R1很大时，Vo很小，稳压二极管根本起不到稳压的作用。

　　当然考虑这些时要考虑负载的大小，通常负载都很大，而稳压二极管的动态电阻都很小，这时候流过限流电阻的电流基本都流到稳压二极管那里了，这时可以估算所选取的限流电阻的大小。

　　从1N4728的datasheet可以知道，稳压二极管1N4728的工作电流IzT=76mA，最大电流为Izm=275mA，假设1N4727的动态电阻rz《RL负载

　　限流电阻R1最好大于31.6Ω，不然流过稳压二极管的电流过大，会烧毁稳压二极管。

　　1N4728的稳定电压为3.3V，稳定电流为76mA，因此限流电阻R1的取值为114.4Ω。