稳压二极管的工作原理是什么?

2023-11-15

请问此图中稳压二极管的工作原理是什么?

1.原理图

 

2.功能:
只要从b到a流过一个大于或等于2mA的电流(反向电流),那么b和a两端之间的电压基本会稳定在稳压值附近。如果是从a流到b,稳压管就是一个普通的二极管

3.稳压管的类型(1N53XXA系列,譬如1N5334A)
电压:3V、4.3V、5.1V、5.6V、8.3V、12V(用得不多)、13V、18V、27V、30V。譬如5.6V的稳压管,只要反向流过稳压管的电流即a到b的电流大于2mA,那么稳压管两端的电压基本就维持在5.6v左右。

在这里插入图片描述
功率:0.5w、1w、2w、3w、5w

 

4.特性
只要流过一个反向的大于2mA的电流,就可以作为一个稳压管来使用。如果流过一个正向的电流,可以作为一个普通的二极管来使用。如果电流没有2mA或稳压管两端的电压本身小于稳压管的阈值电压(譬如5.6V的稳压管的阈值电压为5.6V)时,稳压管不会导通,即两端的电压为0。
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稳压管为什么这样接?如何分析这个电路?

这里就涉及到稳压管正向使用与反向使用的区别,当稳压管正向使用时,它与一般二极管正向导通使用时基本相同,正向导通后两端的电压也基本不变,都约为0.7V左右。从理论上讲,稳压二极管也可正向使用做稳压管用,但其稳压值将低于1V,且稳压性能也不好,一般不单独用稳压管的正向导通特性来稳压,而是用反向击穿特性来稳压,反向击穿电压值即为稳压值,问题中的原理图就是利用稳压管的反向击穿特性,所以是反向接入电路中的。

ZMM9V1 datasheet

从ZMM9V1器件手册中可知,它的稳压范围就在8.5~9.6V之间。

当如下原理图中U1部分电压过高时,反向击穿ZMM9V1器件,根据反向击穿后流过的电流值来确定U3值,U3=Ube,NPN三极管MMST5551这里的作用是起开关作用,当U3达到NPN三极管导通电压值时,MMST5551导通,U4约等于0V,表现为低电平

当U1部分电压不够高,不足以击穿ZMM9V1器件时(有很小的漏电流),ZMM9V1器件此时具有很高的阻抗,导致U2电压非常小,进而U3更小,是不足以使NPN三极管MMST5551导通的,R529是一个上拉电阻,此时U4=VIO28的电压值,表现为高电平

总的来说:

当U1≥击穿电压时,U4表现为低电平;

当U1<击穿电压时,U4表现为高电平;

这个电路的主要作用应该是一个过压保护,U1处电压正常或过高,U4表现为高或低电平,通过检测GPIO32_JXBJ线的高低电平,判断电压是否过高,然后采取措施,保护相应器件。

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