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三极管稳压电路仿真分析设计方案
电路之家
2017-01-01 00:00:00
1237
关注
1、稳压原理R3和Z1构成简单的稳压
电路
,当VIN的电压高于Z1的稳压值Vz时,Z1的负极被稳压在Vz;Z1的负极连接到
三极管
的基极,三极管发射极E是输出,形成了一个射极跟随器,也就是说,E极的电压随着B电压变化而变化,BE之间有一个压降,一般硅管0.7V左右,假设B极是6.7V,那E极就是6.7-0.7=6V,综上可得VOUT=Vz-Vbe,可以根据VOUT来选择合适的稳压管。2、仿真分析如下是用
Ti
na-TI进行的仿真实验,Z1是5.1V稳压管,限流
电阻
R1是1.25K,输入V1=30V,仿真结果VF1=4.36V,我们发现这个电路是可以用的。那又有人会说了,三极管导通之后,30V会直接从CE到VF1,为什么输出还是4.36V呢?三极管导通之后,E点电压会升高,当升高到Vbe《0.7V,三极管会关闭,IC
电流
急剧下降,E点的电压急剧下降,当E的电压下降到Vbe=0.7V,此时三极管再次导通,E点的电压往上升,当Vbe《0.7V时,三极管再次关闭,如此的循环,使得E点的电压会一直稳定在4.36V。3、确定R1的阻值如下是稳压
二极管
的特性曲线,结合
图形
,更好的可以理解参数,稳压管的Breakdown区域是Izt~Izm,在这个范围内,稳压管的稳压效果最佳。从稳压管的SPEC中我们可以看到,Vz@Izt这个参数,指在Izt=20mA时,稳压管的稳压值Vz=5.1V,也就是说流过稳压管的电流在20mA以上,稳压效果最佳。再看上面的仿真图,忽略流入三极管基极的电流,那可以算出R1≤(30-5.1)/20mA=1.245K,但是R1的下限又是多少呢?R1的下限取决于Izm,稳压管有一个参数耗散功率Pd,正常工作状态稳压管不能超过这个值,因为稳压值5.1V不变,所以流过稳压管的电流最大Izm=500/5.1=98mA,所以R1最小值为:(30V-5.1V)/98mA=0.25K再次仿真,将R1改为2K,加在稳压管上的电流减小了,VF2变为5V,VF1变为4.26V,稳压效果没有R1=1.25K好,验证了上面的理论。4、电阻R1的功率按照R1=1.25K,稳压管
击穿
电流Izt=20mA计算,那加在R1上的功率为P=0.02*0.02*1250=0.5W,所以R1的功率需要0.5W以上,否则电阻可能会损坏。
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