穩(wěn)壓二極管比較特殊,基本結(jié)構(gòu)與普通二極管一樣,也有一個PN結(jié)。由于制造工藝的不同,當(dāng)這種PN結(jié)處于反向擊穿狀態(tài)時,PN結(jié)不會損壞(普通二極管的PN結(jié)是會損壞),在穩(wěn)壓二極管用來穩(wěn)定電壓時就是利用它的這一擊穿特性。由于穩(wěn)壓二極管具有穩(wěn)壓作用,因此在很多電路當(dāng)中均有應(yīng)用,如穩(wěn)壓電源、限幅電路、過壓保護電路、補償電路等等。
下面一起來看看其常見應(yīng)用的電路:
1、典型直流穩(wěn)壓電路
穩(wěn)壓二極管主要用來構(gòu)成直流穩(wěn)壓電路這種直流穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)簡單,穩(wěn)壓性能一般。圖所示是穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的典型直流穩(wěn)壓電路。電路中,VD1是穩(wěn)壓二極管,Rl是VD1的限流保護電阻。
未經(jīng)穩(wěn)定的直流工作電壓+V通過R1加到穩(wěn)壓二極管上,由于+V遠(yuǎn)大于VD1穩(wěn)壓值,所以VD1進(jìn)入工作狀態(tài),其兩端得到穩(wěn)定的直流電壓,作為穩(wěn)壓電路的輸出電壓。
2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路
電路如圖2所示,在此電路中,串聯(lián)穩(wěn)壓管,BG的基極被穩(wěn)壓二極管D鉗定在13V,那么其發(fā)射極就輸出恒定的12V電壓了。這個電路在很多場合下都有應(yīng)用。
3、溫度補償
穩(wěn)壓二極管在溫度補償電路利用的是穩(wěn)壓二極管的溫度系數(shù),如圖3是用溫度互補型穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路,采用互補型穩(wěn)壓二極管對于穩(wěn)壓要求較高的電路當(dāng)中,特別是溫度對電壓的影響,這種具有溫度互補特性的穩(wěn)壓二極管內(nèi)部其實有兩只普通的穩(wěn)壓二極管,但是它們的溫度特性相反,當(dāng)溫度升高或下降時,一只二極管的管壓降下降,另一只二極管的管壓降升高,這樣兩只二極管總的管壓降保持不變,起到到溫度補償作用。
4、電子濾波器
圖4所示是電子濾波器中的穩(wěn)壓二極管應(yīng)用電路。電路中,VD1是穩(wěn)壓二極管,VT1是電子濾波管,C1是VT1基極濾波電容,R1是VT1偏置電阻。
在穩(wěn)壓二極管導(dǎo)通后,將VT1基極電壓穩(wěn)壓在13V,根據(jù)三極管發(fā)射結(jié)導(dǎo)通后的結(jié)電壓基本不變特性可知,這時VT1發(fā)射極直流輸出電壓也是穩(wěn)定的,達(dá)到穩(wěn)定直流輸出電壓的目的。
當(dāng)工作電壓+V沒有浪涌出現(xiàn)時,+V電壓沒有高到足以使穩(wěn)壓二極管VD1導(dǎo)通的程度,這時VD1截止,沒有電流流過繼電器K1,K1的觸點保持接通狀態(tài),+V通過繼電器觸點為負(fù)載RL正常供電。
當(dāng)工作電壓+V出現(xiàn)浪涌時,由于電壓升高,穩(wěn)壓二極管VD1導(dǎo)通,這時有電流流過繼電器K1,K1的觸點斷開,電壓+V不能通過繼電器觸點為負(fù)載RL供電,達(dá)到保護負(fù)載RL的目的。
6、過壓保護電路
圖6所示是穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的過壓保護電路,這是電視機中的具體應(yīng)用電路。電路中VD1是穩(wěn)壓二極管,VT1是控制管,+115V是主工作電壓。
電阻R1和R2構(gòu)成+115V直流工作電壓的分壓電路,分壓后的電壓通過穩(wěn)壓二極管加到VT1基極。當(dāng)+115V電壓大小正常時,R1和R2分壓后的電壓不足以使穩(wěn)壓二極管導(dǎo)通,這時VT1基極電壓為OV,VT1截止,其集電極為高電平,此時待機保護電路不動作,電視機正常工作。
當(dāng)+115V過高時,Rl和R2分壓后的電壓足以使穩(wěn)壓二極管VD1導(dǎo)通,這時VT1飽和導(dǎo)通,其集電極為低電平,通過待機控制線的控制使電視機進(jìn)入待機保護狀態(tài)。
7、限幅電路
圖7所示是穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的限幅電路。電路中,Al和A2是集成電路,VD1和VD2是穩(wěn)壓二極管。
從集成電路Al的①腳輸出信號通過Rl加到集成電路A2的①腳。當(dāng)集成電路Al的①腳輸出信號幅度沒有超過VD1穩(wěn)壓值時,這一信號完整地加到集成電路A2的①腳上;當(dāng)集成電路Al的①腳輸出信號幅度超過VD1穩(wěn)壓值時,幅度超過部分使VDI導(dǎo)通,信號幅度的最大值被限制,達(dá)到限幅目的。
關(guān)于限幅電路分析的細(xì)節(jié)還要說明下列
R2和VD2構(gòu)成的限幅電路與Rl和VD1構(gòu)成的電路工作原理一樣,只是它用來限幅集成電路Al的②腳輸出信號。
RI和R2的作用一樣,它用來傳輸集成電路Al和A2之間的信號,同時也是VD1和VD2的限流保護電阻。
限幅電路只是限去電壓值超過穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值的部分,對于信號電壓幅度小于穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值的部分無限幅作用。
8、電弧抑制電路
圖8所示是穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的電弧抑制電路,這種電路通常用于一些功率較大的電磁吸鐵控制電路中。電路中,VD1是穩(wěn)壓二極管,L1是電感,R1是限流保護電阻,S1是電源開關(guān)。
電路工作原理是:在電源開關(guān)S1從接通轉(zhuǎn)為斷開時,電感L1兩端產(chǎn)生的反向電動勢為上正卞負(fù),這一反向電動勢很大,通過R1加到了穩(wěn)壓二極管VD1兩端,使之導(dǎo)通,這樣、將反向電動勢能量釋放,D71071D 使開關(guān)S1上不會產(chǎn)生很大的電動勢,從而不能產(chǎn)生電弧,達(dá)到了消弧目的。
電源開關(guān)S1正常接通時,+V通過Rl加到VD1上的電壓不夠大,不足以使VD1導(dǎo)通,所以VD1處于截止?fàn)顟B(tài),不影響電路正常工作。
以上就是穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用電路介紹了。選用穩(wěn)壓二極管時,應(yīng)滿足應(yīng)用電路中主要參數(shù)的要求。穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)定電壓值應(yīng)與應(yīng)用電路的基準(zhǔn)電壓值相同,穩(wěn)壓二極管的最大穩(wěn)定電流應(yīng)高于應(yīng)用電路的最大負(fù)載電流50%左右。