稳压二极管(Voltage Regulator Diode,VRD)是一种具有固定反向截止压降的二极管。常见的稳压二极管有Zener二极管、 电流稳压二极管(current regulator diode,CRD)、光耦稳压二极管、开关稳压二极管等。
Zener二极管成本低廉,工作简单,广泛应用于稳压电源、电源切断等领域,是最常用也最经济的稳压元件。
电流稳压二极管的稳定电流并不会随着电源电压的变化而变化,有着良好的温度稳定性,被广泛应用于电压依赖电阻、恒流源、恒流负载等领域。
光耦稳压二极管由稳压二极管、光电二极管和LED组成,是一种新型的电源切断元件,常用于交流220V电源等高压切断。
开关稳压二极管工作时既能够提供稳定的电压,还能够完成对电源的开关控制,广泛应用于电路保护、充电管理等领域。
常见的Zener二极管的标称电压值通常是在2.4V到200V之间,那么如何在这么多的Zener二极管中选择适合5V稳压的呢?
我们可以选择额定电压在5.1V左右的Zener二极管,这样在保证电源输出电压稳定的情况下,又能保证二极管正常工作。例如BZX55C5V1,1N4733,1N4734,1N4735等。
当然,如果对于要求更高的输出电压稳定性和可靠性,则可以选择具有更高标称电压的Zener二极管,如10V的BZX55C10,7.5V的BZX55C7V5等。
稳压电路在实际应用中是非常常见的,其设计的关键在于如何选择与设计合适的稳压元件,并根据具体应用场合确定合适的电路拓扑结构。
常见的稳压电路分类有三类:电阻限流稳压电路(简单、成本低)、稳压二极管稳压电路(成本不高,适用于小功率电路)、三端稳压器稳压电路(三端稳压器成本高,但是具有高度稳定性和精度)。
在确定稳压电路拓扑结构后,需要根据具体情况计算稳定电压所需的电流、选择合适的稳压元件、增加稳定的滤波电容、进行功率匹配、确定安装位置等,最终进行电路连线。
稳压二极管在工作时会产生一定的热量,如果长时间使用会导致二极管温度过高,甚至影响稳压精度和寿命。
解决这个问题的方法有几种:
1. 稳压二极管的额定电流应该足够大,电源工作时的电流不应超过稳压二极管允许的最大电流。
2. 增加散热片,在稳压二极管外部增加散热片,通过空气对二极管进行散热,可以有效降低二极管的温度。
3. 选择合适的工作环境温度,在高温环境下,稳压二极管温度也会随之升高,容易出现不良影响,因此在选择应用场合时需要注意环境温度的影响。