
大家幫忙看一下這個電路
大家幫忙分析一下這個電路是怎么穩壓的,麻煩說的詳細一些,謝謝!

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@liujie0706
我感覺不是這樣,我的理解是:當輸出電壓低于5V時三極管發射結正偏滿足三極管放大條件,三極管把放大的發射結電壓給電阻R55兩端,這樣輸入端電壓就升高了,這樣輸出端電壓也就升高了.但是電壓高于5V時就不會分析了.我覺得穩壓二極管的作用是給基極一個穩定的電壓.
zlutian說的是對的,這是簡潔的說法.
詳細點如下:
穩壓二極管在穩壓范圍內電壓也不是不變的,電流大時電壓高些,電流小時電壓低些,當然變化幅度很小.如果電壓完全不變就沒法穩壓了.
當輸出電壓下降時,發射極電壓下降,eb電壓上升,b電流增加(這個增加的電流是穩壓二極管電壓下降,電流下降所分出的電流),于是e輸出電流增加,電壓上升.
反之也一樣.
如果輸入電壓上升,穩壓二極管電壓也上升,電流增加,這個電流流經R55,于是R55上電流也增加,壓降增大.因為穩壓二極管上電壓稍有上升電流就大幅增加,所以有穩壓作用.
注意,這個穩壓不是使電壓不變,而是使電壓在一個很小的范圍內波動.
詳細點如下:
穩壓二極管在穩壓范圍內電壓也不是不變的,電流大時電壓高些,電流小時電壓低些,當然變化幅度很小.如果電壓完全不變就沒法穩壓了.
當輸出電壓下降時,發射極電壓下降,eb電壓上升,b電流增加(這個增加的電流是穩壓二極管電壓下降,電流下降所分出的電流),于是e輸出電流增加,電壓上升.
反之也一樣.
如果輸入電壓上升,穩壓二極管電壓也上升,電流增加,這個電流流經R55,于是R55上電流也增加,壓降增大.因為穩壓二極管上電壓稍有上升電流就大幅增加,所以有穩壓作用.
注意,這個穩壓不是使電壓不變,而是使電壓在一個很小的范圍內波動.
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@njyd
zlutian說的是對的,這是簡潔的說法. 詳細點如下: 穩壓二極管在穩壓范圍內電壓也不是不變的,電流大時電壓高些,電流小時電壓低些,當然變化幅度很小.如果電壓完全不變就沒法穩壓了. 當輸出電壓下降時,發射極電壓下降,eb電壓上升,b電流增加(這個增加的電流是穩壓二極管電壓下降,電流下降所分出的電流),于是e輸出電流增加,電壓上升. 反之也一樣. 如果輸入電壓上升,穩壓二極管電壓也上升,電流增加,這個電流流經R55,于是R55上電流也增加,壓降增大.因為穩壓二極管上電壓稍有上升電流就大幅增加,所以有穩壓作用. 注意,這個穩壓不是使電壓不變,而是使電壓在一個很小的范圍內波動.
njyd 兄說得很詳細,小弟佩服,不過我對于這個電路穩壓的理解與你有些不一樣,我認為是這樣的:
njyd 兄第三四行說這個電路的穩壓歸根于穩壓二極管穩壓的同時又有小小不穩(如外界輸入電壓6-10V,則穩壓二極管上的電壓為5.600-5.601V,是這樣的意思吧),我認為這是不妥的.
我的認為是歸根于這個穩壓二極管的穩壓,即這個穩壓二極管的穩壓精度越高(最理想的穩壓值是輸入高于5.6V的任何電壓,都輸出恒值5.600V),輸出電壓越穩定.下面就以這個理想值分析這個電路:
這是一個射極跟隨電路(共集電極放大電路),跟隨的意思是輸出電壓(5V)的變化跟隨輸入電壓(基極電壓Vb)的變化而變化,因為基極電壓恒定(5.600V),所以5V輸出電壓恒定.
假設5V負載為電阻R.當5V電壓降低,則Vbe(基極-發射極電壓)增大,則Ibe(基極-發極射電流)增大,則Ice(集電極-發射極電流,Ice=B*Ibe)增大,則Ie(Ie=Ibe+Ice)增大,則5V電壓(Vout=Ie*R)升高.使負載電壓維持5V不變
反之,當5V電壓升高時,同理使得5V電壓電壓降低.使負載電壓維持5V不變
如果輸入電壓上升,不管電壓有多高,穩壓二極管輸出電壓Vb都等于5.600V(理想值)不變,則5V電壓(5.600-0.6=5V)不變.若這是一個精度為10%的穩壓二極管,則穩壓管輸出最高電壓=5.6+0.56=6.12V,則負載最高電壓=6.12-0.6=5.52V.同理若為1%的穩壓二極管,則負載最高電壓=5.056V
實際的穩壓二極管特性正如njyd 兄所說的那樣,電流大時電壓高些,電流小時電壓低些,目前的制造工藝只能造到這樣,因此這種電路不能用于對電源電壓有苛刻要求的產品上.
njyd 兄第三四行說這個電路的穩壓歸根于穩壓二極管穩壓的同時又有小小不穩(如外界輸入電壓6-10V,則穩壓二極管上的電壓為5.600-5.601V,是這樣的意思吧),我認為這是不妥的.
我的認為是歸根于這個穩壓二極管的穩壓,即這個穩壓二極管的穩壓精度越高(最理想的穩壓值是輸入高于5.6V的任何電壓,都輸出恒值5.600V),輸出電壓越穩定.下面就以這個理想值分析這個電路:
這是一個射極跟隨電路(共集電極放大電路),跟隨的意思是輸出電壓(5V)的變化跟隨輸入電壓(基極電壓Vb)的變化而變化,因為基極電壓恒定(5.600V),所以5V輸出電壓恒定.
假設5V負載為電阻R.當5V電壓降低,則Vbe(基極-發射極電壓)增大,則Ibe(基極-發極射電流)增大,則Ice(集電極-發射極電流,Ice=B*Ibe)增大,則Ie(Ie=Ibe+Ice)增大,則5V電壓(Vout=Ie*R)升高.使負載電壓維持5V不變
反之,當5V電壓升高時,同理使得5V電壓電壓降低.使負載電壓維持5V不變
如果輸入電壓上升,不管電壓有多高,穩壓二極管輸出電壓Vb都等于5.600V(理想值)不變,則5V電壓(5.600-0.6=5V)不變.若這是一個精度為10%的穩壓二極管,則穩壓管輸出最高電壓=5.6+0.56=6.12V,則負載最高電壓=6.12-0.6=5.52V.同理若為1%的穩壓二極管,則負載最高電壓=5.056V
實際的穩壓二極管特性正如njyd 兄所說的那樣,電流大時電壓高些,電流小時電壓低些,目前的制造工藝只能造到這樣,因此這種電路不能用于對電源電壓有苛刻要求的產品上.
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@zlutian
njyd兄說得很詳細,小弟佩服,不過我對于這個電路穩壓的理解與你有些不一樣,我認為是這樣的: njyd兄第三四行說這個電路的穩壓歸根于穩壓二極管穩壓的同時又有小小不穩(如外界輸入電壓6-10V,則穩壓二極管上的電壓為5.600-5.601V,是這樣的意思吧),我認為這是不妥的. 我的認為是歸根于這個穩壓二極管的穩壓,即這個穩壓二極管的穩壓精度越高(最理想的穩壓值是輸入高于5.6V的任何電壓,都輸出恒值5.600V),輸出電壓越穩定.下面就以這個理想值分析這個電路: 這是一個射極跟隨電路(共集電極放大電路),跟隨的意思是輸出電壓(5V)的變化跟隨輸入電壓(基極電壓Vb)的變化而變化,因為基極電壓恒定(5.600V),所以5V輸出電壓恒定. 假設5V負載為電阻R.當5V電壓降低,則Vbe(基極-發射極電壓)增大,則Ibe(基極-發極射電流)增大,則Ice(集電極-發射極電流,Ice=B*Ibe)增大,則Ie(Ie=Ibe+Ice)增大,則5V電壓(Vout=Ie*R)升高.使負載電壓維持5V不變 反之,當5V電壓升高時,同理使得5V電壓電壓降低.使負載電壓維持5V不變 如果輸入電壓上升,不管電壓有多高,穩壓二極管輸出電壓Vb都等于5.600V(理想值)不變,則5V電壓(5.600-0.6=5V)不變.若這是一個精度為10%的穩壓二極管,則穩壓管輸出最高電壓=5.6+0.56=6.12V,則負載最高電壓=6.12-0.6=5.52V.同理若為1%的穩壓二極管,則負載最高電壓=5.056V 實際的穩壓二極管特性正如njyd兄所說的那樣,電流大時電壓高些,電流小時電壓低些,目前的制造工藝只能造到這樣,因此這種電路不能用于對電源電壓有苛刻要求的產品上.
“我的認為是歸根于這個穩壓二極管的穩壓,即這個穩壓二極管的穩壓精度越高(最理想的穩壓值是輸入高于5.6V的任何電壓,都輸出恒值5.600V),輸出電壓越穩定.”
--即使是5.600V,測量精度提高也還會有0.00nV以下的變化.總歸是多少要有點變化,絕對不變是不可能的.
如果電壓絕對不變,也就是私壓二極管動態內阻等于0,根本就不可能有這樣的元件.不過精度要求不高粗略分析的話可以近似認為是0.
如果動態內阻為0,限流電阻過來的電流將全部被穩壓二極管分流,三極管B極就得不到電流,E極也就沒有輸出.
咱們用一個最簡單的二極管穩壓電路來看:
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/47/1163222957.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
設E電壓不變,穩壓原理就是D+Ro的電流相加不變,R上的電流也不變,R上的壓降也不變,E-Rv得到的值也就是穩壓值也就不變.當然這個不變是相對的.
如果E變化Ro不變,二極管電流Da電流就要有較大變化,使R上的電流和壓降也相應變化,使E-Rv基本不變.
既然D的電流有變化,就說明D的動態內阻不為0.D的電流不變就不會有穩壓作用.
從上面可見:R的電流越小(相對于D),D上的電流變化也就越小,穩壓作用越好.無論如何Ro電流不能大于D的最大電流.(這句不太準確)
加個三極管只是這個簡單穩壓電路的擴展,利用三極管的放大作用使同樣電流下從D分流的電流大大減小,穩壓性能提高.或者同樣穩壓性能輸出電流大大增加.
這種穩壓電源提高穩壓性能主要方法就是提高三極管的放大倍數(可多級放大),盡量減少D上電流的變化.
俺的理論水平不高,無法說的很清楚,大概意思如此.
--即使是5.600V,測量精度提高也還會有0.00nV以下的變化.總歸是多少要有點變化,絕對不變是不可能的.
如果電壓絕對不變,也就是私壓二極管動態內阻等于0,根本就不可能有這樣的元件.不過精度要求不高粗略分析的話可以近似認為是0.
如果動態內阻為0,限流電阻過來的電流將全部被穩壓二極管分流,三極管B極就得不到電流,E極也就沒有輸出.
咱們用一個最簡單的二極管穩壓電路來看:

設E電壓不變,穩壓原理就是D+Ro的電流相加不變,R上的電流也不變,R上的壓降也不變,E-Rv得到的值也就是穩壓值也就不變.當然這個不變是相對的.
如果E變化Ro不變,二極管電流Da電流就要有較大變化,使R上的電流和壓降也相應變化,使E-Rv基本不變.
既然D的電流有變化,就說明D的動態內阻不為0.D的電流不變就不會有穩壓作用.
從上面可見:R的電流越小(相對于D),D上的電流變化也就越小,穩壓作用越好.無論如何Ro電流不能大于D的最大電流.(這句不太準確)
加個三極管只是這個簡單穩壓電路的擴展,利用三極管的放大作用使同樣電流下從D分流的電流大大減小,穩壓性能提高.或者同樣穩壓性能輸出電流大大增加.
這種穩壓電源提高穩壓性能主要方法就是提高三極管的放大倍數(可多級放大),盡量減少D上電流的變化.
俺的理論水平不高,無法說的很清楚,大概意思如此.
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@zlutian
可以參看穩壓管的穩壓曲線圖,可以看出穩壓二極管并不是在任何電流下都可以穩壓的,流過穩壓二極管的電流要達到某一值(如1mA)才能使輸出電壓恒定,因此要串一個電阻R55在穩壓二極管上防止其工作在恒壓區外
你說的對.
如果再精確一點的話,R55要保證穩壓二極管電流在穩壓范圍內,不小于最大輸出電流(如果有三極管放大就是最大輸出電流時的b電流)加零點幾毫安,不大于穩壓管最大能承受電流(一般是幾十毫安).這個“零點幾”和“幾十”要看穩壓管特性.
“穩壓管就是使開關管(那個晶體管)導通
對于這個電路,如果后端電阻小的話,很有可能在開關管導通后,壓降變小而導致再度關閉,然后再導通!整個一脈沖信號源!是這樣嗎?”
那個晶體管不是開關管,是放大管,工作于放大狀態.b極電流來自R55,只要穩壓管的穩壓值大于b極導通電壓(硅管是0.7v)放大管就會導通,不存在關閉問題.
如果負載電阻(就是你說的后端電阻)太小,造成b極電流大于電路設計的穩壓管電流就會造成輸出電壓下降,但不是關閉.所以設計的穩壓管電流要不小于最大輸出電流(樓主圖中就是三極管是最大e輸出電流時的b電流)加零點幾毫安.
這種穩壓電源只要元件不壞就總能有輸出電流,不會形成脈沖輸出.如果要限制最大電流還要另加保護電路.
如果再精確一點的話,R55要保證穩壓二極管電流在穩壓范圍內,不小于最大輸出電流(如果有三極管放大就是最大輸出電流時的b電流)加零點幾毫安,不大于穩壓管最大能承受電流(一般是幾十毫安).這個“零點幾”和“幾十”要看穩壓管特性.
“穩壓管就是使開關管(那個晶體管)導通
對于這個電路,如果后端電阻小的話,很有可能在開關管導通后,壓降變小而導致再度關閉,然后再導通!整個一脈沖信號源!是這樣嗎?”
那個晶體管不是開關管,是放大管,工作于放大狀態.b極電流來自R55,只要穩壓管的穩壓值大于b極導通電壓(硅管是0.7v)放大管就會導通,不存在關閉問題.
如果負載電阻(就是你說的后端電阻)太小,造成b極電流大于電路設計的穩壓管電流就會造成輸出電壓下降,但不是關閉.所以設計的穩壓管電流要不小于最大輸出電流(樓主圖中就是三極管是最大e輸出電流時的b電流)加零點幾毫安.
這種穩壓電源只要元件不壞就總能有輸出電流,不會形成脈沖輸出.如果要限制最大電流還要另加保護電路.
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此穩壓電路設計起來很簡單:
例:
設計要求:
輸出電壓:6V,
最大輸出電流:1A,(因為這種電路輸出電流幾十微安以上就能正常工作,所以最小電流一般不作要求.)
變壓器整流輸出電壓變化范圍:8-12V.(E)
輸出三極管一般用硅管.最小放大倍數設為50(放大倍數越大穩壓特性越好,所以只要考慮最小放大倍數即可)
元件標號按樓主圖.
R55最小工作電流大于0.5mA即可基本保證在穩壓范圍內.
計算:
Z4穩壓值:6+0.7=6.7V
最大三極管b電流:1A/50=20mA
R55最小電流要大于20+0.5=20.5mA,要在E最低時保證這個數R55=(8-6.7)/20.5=63,選標稱值62歐
當E最高、三極管無輸出時Z4的電流最大,(12-6.7)/62=85mA,Z4要選最大穩壓電流大于85mA的
R55上最大電流基本等于Z4的最大電流,(12-6.7)*85=0.45W,R55功率要大于1/2W
三極管最大功耗:(12-6)*1=6W
濾波電容可以根據經驗,如果變壓器內阻小EC9可以小些,反之要大些,這樣的要求一般選500-1000uf,EC3200-500就行了
結果:
穩壓管:穩壓值6.7V、最大穩壓電流大于85mA,最好大于100-150mA
輸出三極管,功率大于6W,放大倍數大于50
電阻R55:阻值62歐,功率大于1/2W.
因為穩壓二極管穩壓特性有一定的斜率.這種電路穩壓管變化范圍大,所以穩壓特性不會太好,電壓變化范圍可能會有零點幾V.要改善電壓特性要么就提高E的最低電壓,這樣R55也可以加大,同時Z4最大工作電流減少,但三極管功耗要增加.
要么增加放大級,電路復雜度增加.
這種電路沒有電流保護,當E最大(12V),放大倍數50,輸出短路時輸出電流能達到((12-0.7)/62)*50=9.11A,放大倍數大時電流還要大,三極管實際功耗大于11*9=99W,一般就燒了.所以好點的電路還要加最大電流保護.
例:
設計要求:
輸出電壓:6V,
最大輸出電流:1A,(因為這種電路輸出電流幾十微安以上就能正常工作,所以最小電流一般不作要求.)
變壓器整流輸出電壓變化范圍:8-12V.(E)
輸出三極管一般用硅管.最小放大倍數設為50(放大倍數越大穩壓特性越好,所以只要考慮最小放大倍數即可)
元件標號按樓主圖.
R55最小工作電流大于0.5mA即可基本保證在穩壓范圍內.
計算:
Z4穩壓值:6+0.7=6.7V
最大三極管b電流:1A/50=20mA
R55最小電流要大于20+0.5=20.5mA,要在E最低時保證這個數R55=(8-6.7)/20.5=63,選標稱值62歐
當E最高、三極管無輸出時Z4的電流最大,(12-6.7)/62=85mA,Z4要選最大穩壓電流大于85mA的
R55上最大電流基本等于Z4的最大電流,(12-6.7)*85=0.45W,R55功率要大于1/2W
三極管最大功耗:(12-6)*1=6W
濾波電容可以根據經驗,如果變壓器內阻小EC9可以小些,反之要大些,這樣的要求一般選500-1000uf,EC3200-500就行了
結果:
穩壓管:穩壓值6.7V、最大穩壓電流大于85mA,最好大于100-150mA
輸出三極管,功率大于6W,放大倍數大于50
電阻R55:阻值62歐,功率大于1/2W.
因為穩壓二極管穩壓特性有一定的斜率.這種電路穩壓管變化范圍大,所以穩壓特性不會太好,電壓變化范圍可能會有零點幾V.要改善電壓特性要么就提高E的最低電壓,這樣R55也可以加大,同時Z4最大工作電流減少,但三極管功耗要增加.
要么增加放大級,電路復雜度增加.
這種電路沒有電流保護,當E最大(12V),放大倍數50,輸出短路時輸出電流能達到((12-0.7)/62)*50=9.11A,放大倍數大時電流還要大,三極管實際功耗大于11*9=99W,一般就燒了.所以好點的電路還要加最大電流保護.
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@njyd
此穩壓電路設計起來很簡單:例: 設計要求: 輸出電壓:6V, 最大輸出電流:1A,(因為這種電路輸出電流幾十微安以上就能正常工作,所以最小電流一般不作要求.) 變壓器整流輸出電壓變化范圍:8-12V.(E) 輸出三極管一般用硅管.最小放大倍數設為50(放大倍數越大穩壓特性越好,所以只要考慮最小放大倍數即可) 元件標號按樓主圖. R55最小工作電流大于0.5mA即可基本保證在穩壓范圍內. 計算: Z4穩壓值:6+0.7=6.7V 最大三極管b電流:1A/50=20mA R55最小電流要大于20+0.5=20.5mA,要在E最低時保證這個數R55=(8-6.7)/20.5=63,選標稱值62歐 當E最高、三極管無輸出時Z4的電流最大,(12-6.7)/62=85mA,Z4要選最大穩壓電流大于85mA的 R55上最大電流基本等于Z4的最大電流,(12-6.7)*85=0.45W,R55功率要大于1/2W 三極管最大功耗:(12-6)*1=6W 濾波電容可以根據經驗,如果變壓器內阻小EC9可以小些,反之要大些,這樣的要求一般選500-1000uf,EC3200-500就行了 結果: 穩壓管:穩壓值6.7V、最大穩壓電流大于85mA,最好大于100-150mA 輸出三極管,功率大于6W,放大倍數大于50 電阻R55:阻值62歐,功率大于1/2W. 因為穩壓二極管穩壓特性有一定的斜率.這種電路穩壓管變化范圍大,所以穩壓特性不會太好,電壓變化范圍可能會有零點幾V.要改善電壓特性要么就提高E的最低電壓,這樣R55也可以加大,同時Z4最大工作電流減少,但三極管功耗要增加. 要么增加放大級,電路復雜度增加. 這種電路沒有電流保護,當E最大(12V),放大倍數50,輸出短路時輸出電流能達到((12-0.7)/62)*50=9.11A,放大倍數大時電流還要大,三極管實際功耗大于11*9=99W,一般就燒了.所以好點的電路還要加最大電流保護.
不錯,分析得好.
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