穩(wěn)壓二極管的應用與仿真

　 ?穩(wěn)壓二極管的主要參數

　　1.Vz— 穩(wěn)定電壓。

　　指穩(wěn)壓管通過額定電流時兩端產生的穩(wěn)定電壓值。該值隨工作電流和溫度的不同而略有改變。由于制造工藝的差別，同一型號穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值也不完全一致。從上面的datasheet可以知道，1N4727的Vz=3V， 1n4728的Vz=3.3V。

　　2.IzT— 穩(wěn)定電流。

　　指穩(wěn)壓管產生穩(wěn)定電壓時通過該管的電流值。低于此值時，穩(wěn)壓管雖并非不能穩(wěn)壓，但穩(wěn)壓效果會變差;高于此值時，只要不超過額定功率損耗，也是允許的，而且穩(wěn)壓性能會好一些，但要多消耗電能。

　　3.rzJ— 動態(tài)電阻。

　　指穩(wěn)壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變，一般是工作電流愈大，動態(tài)電阻則愈小。上面的datasheet可以知道，1N4727在Iz=1mA的時候，rzJ=400Ω。

　　4.Pz— 額定功耗。

　　由芯片允許溫升決定，其數值為穩(wěn)定電壓Vz和允許最大電流Izm的乘積。例如2CW51穩(wěn)壓管的Vz為3V，Izm為20mA，則該管的Pz為60mWo

　　5.Ctv— 電壓溫度系數。

　　是說明穩(wěn)定電壓值受溫度影響的參數。例如2CW58穩(wěn)壓管的Ctv是+0.07%/°C，即溫度每升高1°C，其穩(wěn)壓值將升高0.07%。

　　6.IR— 反向漏電流。

　　指穩(wěn)壓二極管在規(guī)定的反向電壓下產生的漏電流。例如2CW58穩(wěn)壓管的VR=1V時，IR=O.1uA;在VR=6V時，IR=10uA。 對于穩(wěn)壓二極管來說，穩(wěn)壓二極管的反相就是二極管的正向，即穩(wěn)壓二極管正端接正，負端接負，這樣的話與穩(wěn)壓二極管的用法的接法相反，不起穩(wěn)壓作用。

　　穩(wěn)壓二極管電路限流電阻的選取

　　R太大，則Ir很小，當Il增大時，穩(wěn)壓管的電流可能減小到臨界值以下，失去穩(wěn)壓作用；

　　R太小，則Ir很大，當Rl很大或開路時，Ir都流向穩(wěn)壓管，可能超過其允許定額而造成損壞。

? ? ?穩(wěn)壓電路計算公式

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

　　當兩者不能同時滿足時，說明在給定條件下已超出穩(wěn)壓管的工作范圍，需限制輸入電壓Ui或負載電流Il的變化范圍，或選用更大容量的穩(wěn)壓管。

　　Izmax：穩(wěn)壓管允許的最大工作電流

　　Uzmax：電網電壓最高時的整流輸出電壓

　　Ilmax：負載電流的最大值

　　簡化計算［5］

　　限流電阻主要考慮負載電流要多大，而不是是穩(wěn)壓管最小工作電流，

　?。ㄝ斎腚妷骸€(wěn)壓電壓）/電路最大工作電流=限流電阻

　?。ǚ€(wěn)壓管最小工作電流一般可以忽略不計）。

　　還有一個參數要復核，就是穩(wěn)壓管的功率，在電路最小工作電流時，

　　穩(wěn)壓管上分流的電流×穩(wěn)壓值=穩(wěn)壓管的功率，是否大于穩(wěn)壓管極限功率。

? ? ?穩(wěn)壓電路仿真

　　我們可以采用multisim的參數仿真功能而確定限流電阻R1的取值。

　　Multisim——Simulate——Analyses——Parameter Sweep

　　在Output選項卡中把輸出電壓V［5］加到右邊的白框中

　　再選擇Analysis Parameters選項卡

　　點Simulate

　　可以看到只有當R1=100Ω時，Vo=3.3V，R1《100Ω時，Vo》3.3V，R1很小時，Vo很大，有可能超過穩(wěn)壓二極管的定值而使穩(wěn)壓二極管燒壞。

　　R1》100Ω時，Vo《3.3V，R1很大時，Vo很小，穩(wěn)壓二極管根本起不到穩(wěn)壓的作用。

　　當然考慮這些時要考慮負載的大小，通常負載都很大，而穩(wěn)壓二極管的動態(tài)電阻都很小，這時候流過限流電阻的電流基本都流到穩(wěn)壓二極管那里了，這時可以估算所選取的限流電阻的大小。

　　從1N4728的datasheet可以知道，穩(wěn)壓二極管1N4728的工作電流IzT=76mA，最大電流為Izm=275mA，假設1N4727的動態(tài)電阻rz《RL負載

　　限流電阻R1最好大于31.6Ω，不然流過穩(wěn)壓二極管的電流過大，會燒毀穩(wěn)壓二極管。

　　1N4728的穩(wěn)定電壓為3.3V，穩(wěn)定電流為76mA，因此限流電阻R1的取值為114.4Ω。