汽车稳压调压电路课件讲解

第十章汽车稳压调压电路新能源汽车电工电子与电力电子基础2能说出稳压电路的元器件组成和元器件起的作用。能说出电子元器件稳压电路的稳压过程。能说出汽车发电机电压调节器的稳压过程。能用电子元器件制作一个稳压电路。能用集成稳压电路制作一个稳压电路。能对汽车的控制单元５Ｖ稳压能力进行检查。能对汽车发电机稳压能力进行检查。知识目标技能目标生产与科研中常需用到直流电，例如电解、电镀、蓄电池充电、直流电机供电、同步电机等。电子设备和自控装置中，一般都需要稳定的直流电源。为获得直流电，除了用直流发电机外，目前广泛采用半导体直流稳压电源。34第一节概述半导体直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等环节组成。调压电路的作用是在一定的范围内调节输出电压的大小，整流环节的整流元器件可用二极管或晶闸管，稳压电路的作用是使直流输出电压稳定。5第二节硅稳压二极管及简单稳压电路一、硅稳压二极管硅稳压二极管是一种杂质浓度较高、PN结较薄的硅二极管。它的伏安特性,和普通二极管的相似,只是稳压二极管的反向特性比较陡。

6第二节硅稳压二极管及简单稳压电路一、硅稳压二极管普通二极管反向截止时,外加反向电压必须小于它的反向击穿电压;反向漏电流很小,通常是微安级。而稳压二极管却是运用于反向击穿区，即反向电压大于反向击穿电压;反向电流较大，通常为毫安级。

当稳压二极管的反向电压小于击穿电压UA(又称稳压二极管的稳定电压），硅稳压二极管的特性曲线极小,当反向电压增至UA后，反向电流急剧增加。此后，只要反向电压略有增加，反向电流就有很大增加，此时稳压二极管处于反向击穿状态，对应于曲线的AB段，称为可逆击穿区。只要反向电流不超过允许的最大值（稳压二极管的“击穿”），是不会损坏二极管的。7稳压二极管工作区在AB之间,对应IA~IB这一段电流值，一般约在几毫安到几十毫安之间,而对应的电压变化却很小，所以能起稳压作用。其中点对应的电压值作为稳定电压。8(2)主要参数硅稳压二极管的主要参数如下:

1)稳定电压Uz。也称反向击穿电压。因制造工艺不易控制，同型号稳压二极管的稳定电压也有少许差别,如2CW1的Uz=7~8.5V。2)）稳定电流IZ。工作电压等于稳定电压时的工作电流，即稳压二极管正常工作时的额定电流。3)最大稳定电流Izw。

允许通过的最大反向电流。910二、简单稳压电路第二节硅稳压二极管及简单稳压电路用一只稳压二极管组成的最简单的稳压电路，因VZ与负载并联,故又称并联型稳压电路。因电路简单且能获得一定的稳压效果，故应用较广。11二、简单稳压电路第二节硅稳压二极管及简单稳压电路

12当由于某种原因引起电压Ui升高时，负载端电压UO=Uz也升高。

只要Uz稍有升高，就引起稳压二极管电流IZ显著增大，使总电流I增大，电阻压降RI随之增大，结果又使输出电压UO下降到接近变化前的数值,从而维持输出电压基本不变。

稳压管并联稳压电路，电路很简单，但稳压二极管在稳压范围内允许电流的变化有一定的范围，输出电阻较大，稳压精度也不够高，且输出电压不能调节，效率也较低，故通常用在电压不需调节，输出电流，稳压要求不高的场合。14第三节串联型晶体管稳压电源一、固定式串联型稳压电路用一个可变电阻R与负载电阻R串联的电路说明串联型稳压电路的基本原理。

当输入电压Ui增大时,增大R的阻值,使输入电压的增量△U全部降落在R上,从而保持输出电压UO不变。15第三节串联型晶体管稳压电源一、固定式串联型稳压电路同理,当RL减小时,输出电流增大，则要求相应地减小R的阻值,使RL上的电压维持不变，从而维持输出电压UO不变。16第三节串联型晶体管稳压电源一、固定式串联型稳压电路实际的稳压电路中是用晶体管代替R起调整作用的，称为调整管，因调整管与负载串联,故称串联型稳压电路。1晶体管的结构与特性曲线2晶体管的主要参数目录CONTENTS

晶体管晶体管的结构与特性曲线晶体管的主要参数1晶体管的结构晶体管由掺杂半导体三层半导体按一定的方式构成两个PN结，并分别从各自掺杂半导体上引出三个电极，最后将它们用金属或塑料封装而成。晶体管的外形图19双极型三极管是晶体管的一种类型，由于它有空穴和电子两种载流子参与导电，故称为双极型。

按材料分，有硅管和锗管；按功率大小分，有大、中、小功率管；按工作频率分，有高频管和低频管等；

按结构分，有NPN型和PNP型。

分类：晶体管的外形及封装。20晶体三极管是三层半导体引出三个电极而成的器件。由于各层半导体排列次序的不同，有NPN型和PNP型两种结构形式。图3-2

图3-321二、电流放大作用第二节晶体管晶体管在共发射极连接时,当满足发射结加正向电压（称正向偏置），集电结加反向电压（称反向偏置）时才能工作。22第二节晶体管

23第二节晶体管24第二节晶体管25三、电流放大原理第二节晶体管由于P区薄且掺杂浓度低，只能结合一部分电子，剩余的电子会扩散到集电极,使得IC>>IB。26基极电流与发射极电压的关系CE电压为0时，PN结均正向偏置相当于两个普通二极管CE电压增加至大于1，集电极反向偏置，IB电流分流一部分到IC晶体管的特性曲线是用来表示该晶体管各极电压和电流之间相互关系的，它反映了晶体管的性能，是分析放大电路的重要依据。271.输入特性曲线

图是某3DG6硅晶体管的输入特性曲线。可分两种情况。(1)时，C、E间短接，和的关系，就是发射结和集电结两个正向二极管并联的伏安特性。

(2)增大时，输入特性曲线右移，这说明对输入特性有影响，特性曲线右移表明，在同样下，将减小。图中示出了时的输入特性曲线。

但从大于一定值（一般当）后，曲线基本重合，因此只需测试一条的输入特性曲线。28集电极电流与管压降的关系IB=0，UCE变大，IC约等于0.IB一定时，Uce小于1V时，Ic随Uce变化大，当大于1V，变化不大，只与IB有关。293031（4）击穿区：当大于某一值后，开始剧增，这个现象称为一次击穿。晶体管一次击穿后，集电极电流突增，只要电路中有合适的限流电阻，击穿电流不过大，时间又很短，晶体管是不致于烧毁的。当集电极电压降低后，三极管子仍能恢复正常工作，所以一次击穿过程是可逆的。321.三极管的主要参数

晶体管的参数可分为性能参数和极限参数两大类。值得注意的是，由于制造工艺的离散性，即使同一型号规格的管子，参数也不完全相同。（1）晶体管的主要性能参数有：1)电流放大系数①直流放大倍数

②交流电流放大倍数332）极间反向电流①集电极-基极反向饱和电流

其值很小，受温度的影响大。小功率硅管的小于1μA，锗管的约10μA左右。②集电极-发射极反向饱和电流是的倍，所以受温度影响更为严重。小功率硅管的在几uA以下，锗管的约为几十至几百uA

。通常把作为判断管子质量的重要依据，其值越小，受温度影响越小，管子工作越稳定，故硅管比锗管稳定，在实际中用得较多。34（2）晶体管的极限参数

1)集电极最大允许电流

在使用三极管时，超过时并不一定会使三极管损坏，但放大系数将逐渐降低。2)集电极最大允许功耗

其大小主要决定于允许的集电结结温。锗管最高允许结温为，硅管可达，超过这个值，管子的性能变坏，甚至烧毁管子。

353）

反向击穿电压

①集电极-基极反向击穿电压

发射极开路时，集电极-基极之间允许施加的最高反向电压，其值通常为几十伏，有的管子高达几百伏以上。

②发射极-基极反向击穿电压

集电极开路时，发射极-基极之间允许施加的最高反向电压，一般为几十伏，有的甚至小于1伏。③集电极-发射极反向击穿电压

基极开路时，集电极-发射极之间允许施加的最高反向电压，其值比要小一些。由晶体管的三个极限参数、和，可以画出管子的安全工作区，如图3-8所示。使用中，不允许将工作点设在安全工作区外。362.温度对参数的影响（1）温度对影响：温度升高，将减小。温度每升高１℃，减小2～2.5mV。（2）温度对的影响：反向电流及随温度升高而增大。集电结的反向饱和电流和二极管的反向饱和电流一样，对温度很敏感，温度每升高10℃，约增加一倍。穿透电流随温度变化的规律与大致相同。（3）温度对的影响：

电流放大倍数随温度升高而增大，温度每升高１℃，值增大0.5～1％。在输出特性曲线图上，表现为各条曲线间的距离随温度升高而增大。

综上所述，温度升高后，随着下降，将有所上升，且值也随温度增大而增大，二者均使集电极电流增大，这是使用三极管必须注意的问题。

373.晶体管的选择原则（1）必须保证晶体管工作在安全区

应使管子工作于如下情况：、、。（2）在放大高频信号时，为了保持管子良好的放大性能，应选用高频管或超高频管；若用于开关电路，为了使管子有足够高的开关速度，则应选用开关管。（3）当要求反向电流小、允许结温高、且能工作在温度变化大的坏境中时，应选硅管；而要求导通电压低时，可选锗管。

（4）对于同型号的管子，优先选用反向电流小的，而值不宜太大，一般几十至一百左右为宜。

38第三节串联型晶体管稳压电源一、固定式串联型稳压电路实际的稳压电路中是用晶体管代替R起调整作用的，称为调整管，因调整管与负载串联,故称串联型稳压电路。39第三节串联型晶体管稳压电源Uo增大，Uz稳压不变，UBE减小，IB减小，Ic减小，UCE增大40与并联型稳压电路相比，固定式串联型稳压电路的输出电流大，带负载能力较强，稳定度有了提高。但其输出电压仍取决于稳压二极管的稳定电压，即Uo=Uz-UBE，Uo不可调，需要改变Uo时，就得更换管子。41二、可调式串联型稳压电源第三节串联型晶体管稳压电源图10-5串联反馈型稳压电源方框图1．电路的组成2.稳压原理

Uo增加，UB2增加，UZ不变，UBE增加，IB2增加，IC2增加，UB减小，IB、IC减小，相当于电阻升高，UCE的电压增加，Uo下降44第四节集成稳压电源10.3.3线性集成稳压电路

输出电压：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V输出电流：1.5A（7800）、0.5A（78M00）、0.1A（78L00）7900系列输出电压：-5V、-6V、-9V、-12V、-15V、-18V、-24V1.

固定输出的三端稳压器—7800系列

（1）种类、外形和符号图10-910.3.3线性集成稳压电路

三端稳压器的通用产品有78系列（正电源）