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千万别在Vcc上直接并联稳压管!

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ID:758549 发表于 2020-9-16 10:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
本文非原创,出自网络
1.png


最近看了好几个来我们网站咨询的电源工程师,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。
我们一起来初步分析一下
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。


2.jpg
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。

如我我们非要更好保护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。


3.png

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。

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ID:280736 发表于 2021-3-13 19:07 | 显示全部楼层
那还不如加个三端
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ID:893175 发表于 2021-3-17 18:27 | 显示全部楼层
你可能理解错了。这种用法需要选取稳压管的值高于辅助供电,低于IC的最大工作电压。辅助电源设计合理的情况下,稳压管是工作的。此处的稳压管只保护异常情况。

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ID:914631 发表于 2021-5-2 21:25 | 显示全部楼层
20欧姆以上的电阻加稳压管没毛病,我十几年都这样用,
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ID:347013 发表于 2021-5-3 19:59 来自手机 | 显示全部楼层
你这个“千万”两个字太绝对,实际情况是加的稳压管是起到过压保护功能类似tvs管,如6v的加6.3v稳压管在一定范围限制在6-6.5v,当然电压太高二极管击穿短路就起到了保护后级的作用,请问你改的电路ce穿了哪保护什么?

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ID:910171 发表于 2021-5-7 15:20 | 显示全部楼层
满篇谬论。
首先,一般IC的Vcc电源电压是有个适应范围的,例如推荐12V的IC,肯定不是只12V才行,一般都是一个区间例如8~15V。这种情况下无须使用稳压管来进行正常工况稳压。
其次,就算加稳压管,稳压管也是个异常保护作用,设计的时候,稳压管的取值肯定是大于线路的正常工作电压的,平时稳压管是不工作没有电流的,只有当电路出现异常的时候稳压管才开始工作。
再最后,就算真的用稳压管给IC提供稳定的电压,限流电阻也是根据IC的消耗电流选取的,肯定会保证长期运行发热量在可控范围。

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ID:731755 发表于 2021-5-17 21:36 | 显示全部楼层
曾经搞过维修的时候,就发现这种电源这个稳压二极管容易出现问题,换了之后,用段时间还是会出问题,技术有效,无法解决此种问题

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ID:224578 发表于 2021-5-30 20:51 | 显示全部楼层
lz说的没错,理论上,加个稳压管,可行,电压在正常范围时,稳压管不参与工作,但是稳压管的提供的稳压电流太小了,或者如果输入电压经常高,稳压管会特别容易坏掉,如果击穿了还好,如果烧断路了呢,那芯片不是就玩完了?加个三极管,效果好很多。

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ID:957689 发表于 2021-7-30 16:51 | 显示全部楼层
一般的芯片VCC耐压是足够的,可以做到宽输出电压,像那种PD快充要用到3.3-20V的VCC范围就不够了,可能要达到80V,此时一般的芯片用这种三极管加稳压管就很有优势了

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ID:104472 发表于 2021-8-29 20:29 | 显示全部楼层
一个电阻+稳压管就搞定了,没有必要那么麻烦。
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ID:137736 发表于 2021-11-16 20:37 | 显示全部楼层
稳压管是异常保护用的,正常时间开路。异常是烧电阻或稳压管
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ID:149631 发表于 2021-12-22 19:51 | 显示全部楼层
那是保护稳压管,不是二次稳压,正常情况不工作,电压高短路保护负载的,电视机行供电就有这种管子(好像叫R2M吧),怕电压失控,行供电太高烧场块或者高压放电啥的。开关电源整体稳压靠反馈。

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ID:1037819 发表于 2022-8-4 03:27 | 显示全部楼层
llyjili 发表于 2021-12-22 19:51
那是保护稳压管,不是二次稳压,正常情况不工作,电压高短路保护负载的,电视机行供电就有这种管子(好像叫 ...

高频头供电的调谐电压也有一个30V的稳压管也是直接并联的
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ID:879348 发表于 2022-8-4 08:06 | 显示全部楼层
加个电阻就行了,大惊小怪的
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ID:824490 发表于 2022-8-7 00:02 | 显示全部楼层
是少见多怪!稳压二极管的电路多了去了!
参数选 的对,不会有问题的!
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ID:401521 发表于 2022-9-28 11:40 | 显示全部楼层
加稳压管和加三极管,关键在于成本上,好的电源不仅只有加三极管了,对于一般电源,节约材料才是最关键
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ID:1037819 发表于 2022-11-10 12:39 | 显示全部楼层
早期的电视机电路就有稳压二极管直接并联保护,当电压过高时直接击穿保护,不会烧大功率管
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ID:848988 发表于 2022-11-16 08:35 | 显示全部楼层
人家厂家生产稳压管还是错的了?人家加稳压管的目的是什么你自己都不明白,如果是你自己只单纯用来做LDO稳压是绝对不合适,别人加稳压管的目的是防止过压,是人设计的问题。
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ID:848988 发表于 2022-11-16 08:36 | 显示全部楼层
llyjili 发表于 2021-12-22 19:51
那是保护稳压管,不是二次稳压,正常情况不工作,电压高短路保护负载的,电视机行供电就有这种管子(好像叫 ...

对的,人设计问题。
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ID:673647 发表于 2022-11-16 09:37 | 显示全部楼层
稳压管和电阻、变压器线圈参数合理的话,这样用一点问题都没有!我们一直这样用,用了几十年也没问题!
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