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稳压电路分析问题

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shaorc
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高级工程师
  • 2018-6-28 08:58:12
50问答币
【不懂就问】
这个电路图中,工作原理如何分析(电流如何流的)有点疑问,希望解答
【1】电路刚开始工作时,电流从Vin出来后,因为Q1没有导通,所以开始时全部电流流过R?
【2】经过R后形成的电流,一路形成基极电流开通Q1,一路提供VZ的工作电流?
【3】一旦Q1导通后,从Vin出来的全部电流不就都流过Q1了吗,没有再经过R了,那么Vz还如何保持工作,稳定钳位住B点的电位?
【4】没有分析电流流过电容的情况,是不是因为电容隔直通交的原因?
此外,在含有三极管和稳压二极管的稳压电路中,如何分析,有什么步骤?
谢谢

IMG_20180628_084744.jpg

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1。三极管不管再如何导通,C,E之间任然是有电阻的,这个就是三极管为什么会有电流限制,会发热的原因,所以不会使R短路。况且BE是控制极,R被短路了,BE之间没有电流了,CE也就不导通了。 2 。这个电路是这样分析的,首先vin上施加电压,则电流路径是R->BE->Vout,所以BE上有电流,CE开始导通CE电阻变小,Vout电压增大。正常来说,如果BE之间电流加到最大,则CE能够几乎完全导通。CE电阻就很小,压降也小,Vout就几乎等于Vin了。但 ...
埃_维_针1
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  • 2018-6-28 09:30:23
 
仿真一下,应该所有问题都迎刃而解了。

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fengbin
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  • 2018-6-28 09:42:52
 
电容有充放电的功能,三极管应是循环的通和断

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埃_维_针1
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  • 2018-6-28 10:59:12
 
你觉得这是SMPS?
shaorc
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高级工程师
  • 2018-7-3 09:11:43
  • 倒数5
 
突然想起一个问题,现在自己对这个电路的理解:
从电路刚开始上电,分这么几个阶段
【阶段1】:R下端的电压<0.7伏时,三极管Q1不导通,且Vz没有电流流过,此时无Vout
【阶段2】:0.7伏=<R下端的电压<6.8伏时,三极管Q1导通,且Vz没有电流流过,此时Vout=Vz-0.7
【阶段3】:R下端的电压>=6.8伏时,三极管Q1导通,Vz被击穿,有电流流过,此时Vout=6.8-0.7=6.1V
我这么理解正确吗?
还有就是,如果说让Q1导通的目的是,让Q1的CE极之间分担多余的4-10V的压降,那么Vz被击穿后,有电流流过稳压二极管的目的又是什么呢?难道是根据稳压二极管的反向输出特性,只有流过电流,Vz才会被钳位在6.8V稳压值处?
随风xsl
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  • 2018-6-28 11:37:37
 
1。三极管不管再如何导通,C,E之间任然是有电阻的,这个就是三极管为什么会有电流限制,会发热的原因,所以不会使R短路。况且BE是控制极,R被短路了,BE之间没有电流了,CE也就不导通了。
2 。这个电路是这样分析的,首先vin上施加电压,则电流路径是R->BE->Vout,所以BE上有电流,CE开始导通CE电阻变小,Vout电压增大。正常来说,如果BE之间电流加到最大,则CE能够几乎完全导通。CE电阻就很小,压降也小,Vout就几乎等于Vin了。但是这个电路是个稳压电路,所以这样明显是不可以的。
3。现在看一下三极管。当BE之间电流达到最大的时候,则BE之间的压降是0.7V左右(这是一般情况,这里就按一般情况),所以B电电位就是Vout+0.7。
4。然后稳压管有个击穿电压,所以当B电位高于击穿电压时,稳压管被击穿,电流直接就稳压管流过,把BE给短路了(这里才发生了短路),BE 没电流,CE电阻增大,Vout电压减小,B点电位减小,稳压管又恢复之前状态,然后电流又从BE流过,CE电阻又减小,Vout又增大,然后就反反复复开始了稳压之路了。
5。至于两个电容,后面的就是输出电压反反复复波动,所以稳定电压用的,前面的电容则是稳定一下B端的电压,不让电压跟着稳压管变化太剧烈。
6。至于错被子,就不要在意这些细节了。

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  • 2018-6-28 12:17:03
 
叁极管接为射极追随器, 不是SMPS.

Vout=Vz+0.7

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Ast200902
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  • 2018-6-28 15:04:16
 
更正

Vout=Vz-0.7

shaorc
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  • 2018-6-28 15:29:55
 
一起加油
shaorc
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  • 2018-6-28 14:14:53
 
这些分析弥足珍贵,很是感谢,给我纷乱的思绪带来了很好的整理作用
本人不才,就刚才几点回答,还有以下疑惑,望解答,多谢
【1】在电路刚开始工作,至临近Vz的击穿电压时,这期间,根据稳压二极管Vz的反向特性,这段时间Vz所在的下面支路是不通的,所以电流的流向只能是Vin→R→BE→Vout ?
【2】按照你在你的第【4】条里说的,当B点电位高于击穿电压时,稳压管被击穿,此时相当于Vz所在下面的支路就通了?此时的电流流向是Vin→R→Vz ?
【3】看到说Vz把B点的电位固定在击穿电压值,这一点怎么体现和应用的?
谢谢

wangdongchun
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  • 2018-6-28 12:39:41
 
楼主的图恐怕有不足之处,建议楼主可以仔细学习一下三极管的串联稳压电路

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  • 2018-6-28 13:30:13
 
电子发烧友 哈哈 /握手/ /握手/
电子之家商城2
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本网技师
  • 2018-6-28 16:27:56
 
谢谢分享 我也想看这个  刚好可以学习一下
shaorc
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高级工程师
  • 2018-6-28 16:31:59
 
欢迎一起学习进步
wangdongchun
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  • 2018-6-28 19:10:20
 
天涯何处不相逢呀!
cyx7610
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LV8
副总工程师
  • 2018-6-28 22:18:27
 
这是常见的三端稳压电路,R是偏置电阻。

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  • 2018-6-29 09:06:51
 
谢谢,我还有个问题,
一旦Q1导通,Vin不就直接通过CE到达Vout了吗,输出不就是完全等于输入了吗?那为什么说Vz被击穿后把B点电位钳在固定值(这里是6.8V),输出反而是用Vz减去Vbe决定了呢?此时电流怎么流的不知道了
ck7401
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  • 2018-6-28 22:52:07
 
这稳压线路,主要是靠三极管上压降来达到所要的输出电压,稳压管大小确定了输出电压VOUT,输入与输出的压差都在三极管上,所以三极管要用功率大一点的。

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  • 2018-6-29 09:05:39
 
谢谢你的回复,我有几点疑惑希望答疑
【1】你说“主要是靠三极管上压降来达到所要的输出电压,稳压管大小确定了输出电压VOUT”,
那么决定输出电压数值大小的,到底是稳压管的稳压值,还是三极管上的压降呢?

【2】拿我这个图当作例子的话,如果说输入Vin是10V-16V之间,要求输出Vout为6V,50mA
那么我选取的稳压管Vz的击穿电压就是6.8V的,减去Q1的BE开通压降,就正好是6V了,
那么输入多余的0-6V电压是被R消耗了吗?还是被三极管消耗了?这里希望详细说下

【3】我是这么理解这个电路的全部工作原理的,看看正确与否
一开始,Q1不导通,电流流向是Vin→R→Q1的BE→Vout→GND (此时Vz支路没有电流是因为还未被反向击穿)
当B点电位达到一定数值后,Q1导通了,此时除了上面一条线外,还有Vin→R→Vz→GND 这条线
我想不清楚的是,一旦Q1导通,Vin不就直接通过CE到达Vout了吗,输出不就是完全等于输入了吗?那为什么说Vz被击穿后把B点电位钳在固定值(这里是6.8V),输出反而是用Vz减去Vbe决定了呢?

谢谢
随风xsl
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本网技师
  • 2018-6-29 14:21:09
 
这是个三极管,三极管导通是一个过程,是CE之间的电阻随着be之间的电流慢慢变小,而不是一下就导通的。稳压电路没有掉的电压就是通过三极管CE之间的电阻消耗掉的。
这里三极管是出于不断的打开,关闭状态,但这个状态不是立即就能完成的,打开,关闭也得有个过程,而这个过程中三极管CE之间不断变化的阻值就产生了压降。
shaorc
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  • 2018-6-29 15:58:57
 
稳压电路没有掉的电压就是通过三极管CE之间的电阻消耗掉的,没有掉的电压,这句没看懂
埃_维_针1
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  • 2018-6-30 11:42:14
 
QQ图片20180630114043.jpg 这都什么跟什么?您以前没见过三极管串联型稳压电路?
这是线性稳压啊大哥,不是SMPS啊。



shaorc
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  • 2018-7-1 01:21:55
  • 倒数10
 
我在努力恶补电路,有的问题你见笑了,我把这个电路又想了一遍
从电路工作开始,只要三极管B点电位没有达到6.8V,那么Vz是没有通路的
这时电流全部从 Vin→R→Qbe→Vout 这条支路走
这使得Q1导通,然后VIN通过Q1得到输出Vout

一旦B点电位达到Vz击穿电压值,那么B点电位就嵌位在6.8V,输出就是6.8-0.7=6V
这就是稳压输出值

我没有想懂的是稳压的过程
【1】在B点电位没有达到击穿值之前,就是Vz没有开始工作前,电路的输出Vout是多少呢?
【2】而且我一直费解,为什么B点电位被嵌位到Vz的击穿值6.8V后,输出就是通过Vz-Vbe来计算,Vin-Vce不也等于Vout吗?怎么就不考虑了呢?

埃_维_针1
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  • 2018-7-1 09:52:00
  • 倒数9
 
配合邱关源的《电路》第五版食用更佳~
从理论上研究这个电路问题,需要对该电路建立一个模型,然后列写各种表征电路参数的公式,他们都是解耦的,然后根据不同工况带入公式,获取相关的结果参数并加以分析。

说通俗点,就是说,既然你没办法直观地推断电流电压的变化,又不肯列写各种公式进行判断,也不仿真,那么现在就卡住了,百思不得其解。
下面是仿真:
三极管稳压电路.png
瞬态仿真结果如下所示:
三极管稳压瞬态结果.png

上电瞬间,电容C2的电压为零,稳压管和三极管的基极电势均为零,电容C2由电阻R1充电,电容电压增加;待电容电压增加到一定程度,三极管基极电流开始上升(详情见三极管输入特性曲线),三极管CE开始流过电流,输出端电压上升;当电容电压上升到稳压管击穿稳压时,稳压管流过电流,此后电容C2充电完毕,电容C2电压为稳压管的稳压值,此时电阻R1为稳压管和三极管基极提供电流,由于三极管BE之间是一个PN结,E极电势约等于B极电势减去PN结压降(约0.7V),故而输出电压为稳压管电压减去0.7V。

这里是DC扫描的结果:
三极管稳压DC扫描结果.png

shaorc
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  • 2018-7-1 13:25:03
  • 倒数8
 
还麻烦你仿真了
我归结一下最后一个思路上的问题
当电容电压上升到稳压管击穿稳压时,稳压管流过电流,此后电容C2充电完毕,电容C2电压为稳压管的稳压值,
这句话,稳压管开始被反向击穿,此时稳压管流过电流,它流过电流有什么作用?就是把三极管基极钳位在6.8V?
因为之前老卡在Vz流过电流这儿
埃_维_针1
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  • 2018-7-1 13:48:27
  • 倒数7
 
就是这样,稳压管发生齐纳击穿,其两端电压稳定在稳压值。具体原理百度一下稳压二极管。
shaorc
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  • 2018-7-2 10:52:29
  • 倒数6
 
谢谢,问了你这么久了

shaorc
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  • 2018-7-3 15:54:52
  • 倒数4
 
诶,对了,你用的什么仿真软件,看截图还挺清爽的
埃_维_针1
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  • 2018-7-3 21:13:07
  • 倒数3
 
SIMetrix/SIMPLIS
shaorc
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  • 2018-7-4 08:05:51
  • 倒数2
 
哎哟!不错哦
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  • 2018-9-5 16:54:32
  • 倒数1
 
有问题请教
以前吧就知道光耦是隔离的作用,再加上驱动的作用
但图中,从A点出来的逻辑信号,和B点出来的逻辑信号,是一样的
为了防止两个功率开关管直通,
之前一直想不通把两个信号PWM1和PWM2通过A点这么一连接,这是什么原理,
现在知道光耦还起到了逻辑门的作用(互锁的电路省略了)
这也是光耦的基本功能吗?
不同型号的光耦里面含有的逻辑门也不一样吧

再就是对隔离采样的理解,比如采样电压,直接在回路中加入采样电阻就可以采样了,看到还要用隔离器件,比如霍尔等进行隔离,为什么要这样?
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