使用稳压二极管对后级电路进行稳压保护

这个是个比较简单的案例，但是我想通过这个教给大家怎么去使用稳压二极管对后级电路进行稳压保护以及对于具体的参数怎么去选择，计算。

1、背景

反激电源输出有两路，一路是辅助电源±15V输出，一路是主电源5V输出。5V是整个系统后级的主电源，因此加了光耦+TL431的反馈调节电路，这块后续有机会给大家讲讲光耦+TL431电路。辅助电源是±15V，这块后级的负载就是钳位二极管，为了保护后级电路。

2、现象

上电波形大约会冲到18V左右，有时候还会冲到20V左右。这个对于后级的钳位二极管其实影响不大，但是对于我们最初的设计初衷，我们想要的是±15V，作为硬件工程师，不能让这个问题遗留，一旦量产，很容易暴露问题，并且到时候可能会引发很严重的后果，大家都知道量产后或者投入市场再改版就是比较严重的问题了，也希望我们做产品开发的，能一直要有这样的初心，为了我们自己，一丝不苟的精神还是得有。

3、分析原因

3.1可能是因为15V负载电流太小，导致上电瞬间，电压有过冲。因为±15V本身就没有什么负载，可以理解为空载。

3.2可能是因为5V输出的负载导致，因为我们5V有三个比较大的100UF电容，5V虽然没出问题是因为有反馈调节，但是调节后导致辅助电源±15V会出现问题。

4、验证分析

具体的不给大家详细讲验证过程了，也很容易验证，主要将和今天的主题相关，最终解决措施是给辅助电源±15V输出增加限流电阻+稳压二极管。

接下来小编先给大家讲一下稳压二极管的基本知识。

稳压二极管也称为齐纳二极管或者反向击穿二极管，在电路中起着稳定电压的作用，它利用的是二极管被反向击穿后，此时稳压二极管导通，起到分流作用，但是稳压二极管两端的压降变化很小，保持在自己的稳压值，

注意：在导通时，稳压二极管的导通电流方向是由阴极到阳极。

通俗易懂说：电路中的电压小于稳压二极管的击穿电压时，起着普通二极管作用，如果大于击穿电压，就会起到稳压二极管作用，进行稳定电压。这里面说到的击穿电压其实就是稳压二极管手册中写道的Uz稳压值。

一般稳压二极管电路是需要搭配限流电阻进行一起使用

如图所示，虚线框中的就是稳压电路/5

5、那么如何选取稳压二极管和限流电阻的取值呢？

稳压二极管选型

5.1：Uz有些手册中叫Vz，以我的案例为例，我想要输出为15V，可是实际却为20V，那么会选取一个Uz为15V的稳压二极管，手册中一般会给出最小值和最大值：我选取的为13.8V~15.6V。

5.2：Izk  稳压管稳定工作的时候的最小工作电流，大家需要知道一点：稳压管的稳压性和电流是负相关，电流如果太小，稳压性能就会减弱。我选用的稳压管手册的Izk=0.25mA，我取值IzK=1mA。

当然还有其他参数，比如功耗，你自己通过电流和电压乘积去和手册的P作对比，看是否超过额定功耗，一般都不会的。比如我的：15V*1mA=15mW,手册中的是P=1.5W。

还有Ir,漏电流，这个一般用不到。

主要就是这两个参数，Izk  Uz

限流电阻取值

根据欧姆定律，要想知道R，需要知道U与I。

U：我们目前是已知的，R电阻左边电压我取值为20V，因为测量的时候，最高有冲到20V，R电阻右边的电压，即稳压二极管的输出电压为15V。U=20-15=5V

I：I=I1+I2   I1：负载电流，我们这里取值为2mA，其实并没有2mA，负载就是一个保护的钳位二极管。I2：稳压二极管稳定工作的时候工作电流，我这里取值1mA，只要基本大于Izk就可以，要在稳压二极管的工作电流之上。

那么I=3mA，U=5V，R=5/3mA=1.7K

那么选取1.7K电阻，首先从公司库中查找有没有此，因为我没有找到，最终我选择1K 0603的。

那么我们选取的1K的有没有问题？我们去反计算一下电流。

I=U/R=20V-15V/1K=5mA，负载电流固定2mA，也就是流过稳压二极管的电流为3mA,这个3mA是大于稳压管稳定工作的最小电流0.25mA，并且功耗也是P=3mA*15V=45mW≤1.5W。

因此选择1K是OK的，那么选用怎样的封装呢？

给大家普及一个知识：

1206封装的电阻功率为：1/4W=0.25W

0805封装的电阻功率为：1/8W=0.125W

0603封装的电阻功率：1/10W=0.1W

0402疯转搞得电阻功率：1/16W=0.0625W

那么我们这个1K电阻的实际功率是多少？

P=I*I*R=5mA*5mA*1K=5mw=0.005W≤0.1W，为了保险起见，我选用了0603的封装，也有因为我的板子上的其他地方有用到0603  1K的料，公用这颗料。

以上的计算都只是大概理论计算，和实际肯定会有所偏差，但是有理论支撑，不会差的很大。我主要是给大家一个计算方法或者选型方法。

审核编辑 ：李倩