电路小白一定要看：为什么不能在Vcc上直接并联稳压管？

肖子玉

                               
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最近看到一些电源工程师，可能是入门不久，都在电路图中的Vcc接芯片的地方加入了一个12V左右稳压管。目的是为了保证芯片的电压上限，意图很明确，稳压管能够保护芯片不会因为电压过高问题而烧毁。看上去没啥毛病，但实际上很危险。创客学院带你一起来初步分析一下  PCB电路原理




大概估算稳压管的功率消耗



如果在正常情况下，比如Vcc绕组的上端为正下端为负的时候，上端对地电位为14V，经过限流电阻和Vcc整流二极管到稳压管和芯片，此时我们计算一下稳压管和IC以及Vcc电容共同消耗的电流：在不考虑二极管压降的情况下，Iic+Izener+Ic=（14-12）/10=0.2A，假设占空比为0.5，此时稳压管和IC共同消耗的功率为12*0.2*0.5=1.2W，除掉一部分Vcc电容上的电流，虽然没有1.2W但IC和稳压管消耗的功率还是比较大，然后芯片的电流主要用来做mos管的驱动消耗是比较小的，所以大部分功耗在稳压管上。我们再来看一下限流电阻上的功耗，假设占空比为0.5，很好计算，变压器Vcc绕组上端为14V，到稳压管12V，如果不考虑整流二极管的压降电阻上的压降为2V，可以计算得到限流电阻上的功耗为，22/10 * 0.5=0.2W，也比较大。请注意上面的分析只是一个简单的理论初步分析，还有一些实际情况没考虑（比如电流大了，Vcc绕组的电压可能会被拉得更低一点），实际上可能功耗比上面的分析要小一点，但还是比较大。但是不要忘了，上面分析的这个还是比较好的情况来分析的，我们试想一下，你的变压器Vcc绕组上的电压不可能设计的那么准，比如在输出空载时Vcc绕组是14V，如果主输出功率比较大，Vcc可能上升都18V，20V甚至更高，另外Vcc电压飘跟电源功率，跟变压器绕制工艺也有很大关系，这些都是不好把控的，调试的需要限流电阻也不一定是10Ω，所以这个方案肯定是不行的。我只想说强扭的瓜不甜啊。

                               
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这个接法导致的问题：第一效率太低，第二有可能直接把烧毁稳压管。如果我们非要更好保护IC，或者Vcc空满载的电压相差太大需要稳压，我们该怎么接比较好？我画了一个电路，这也是非常常见的电路，供大家参考。

                               
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用一个电阻，一个稳压管，一个N型三极管，组件一个简单的线性稳压。这个电路没有存在上面那个电路的那些弊端。我们也来简单分析一下：假设Vcc上正下负的时候，上方为14V，此时没有稳压管强制把电压拉低（稳压管是经过了一个比较大的电阻串联才到地的)，所以经过整流后C1上的电压是14V左右，而C2的正极接的是NPN三极管的e极，而e极是跟随三极管的b极的电压的，所以C2上的电压会被稳定到12V（三极管PN结压降忽略），然后我们来分析一下从C1到C2流过的电流，很简单，三极管左端一个电流消耗在IC上，另一个电流在C2上，三极管流过的电流就是Iic+Ic2，这两个电流都是比较小的，所以三极管上的压降乘以这个电流，这是三极管上消耗的功率。分析下来没有什么大的功耗，消耗了一部分功耗但对于效率影响很小，比如要是没有这个稳压电路，这个14V加在IC之上，而IC功率消耗很大一部分是用在驱动输出之上，IC上的大部分损耗为Vcc*Ig（Vcc电压*驱动电流），对于芯片来说，Vcc越高损耗就越大。所以加这个稳压电路没有增大多少功耗，只是把本该IC的部分功耗转移到了三极管之上，当然主要是要把IC的供电电压稳住。

hadeheng

分析的不错，笑话也不错。