【成功案例】隔离开关电源设计中的稳压二极管选型经验分享

2018-06-27 世强
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稳压二极管(Zener diode)已经非常广泛的应用在各种电子设备中,比如开关电源,工业机器人,个人电脑,投影仪,汽车电子等等。既然这么多产品都会用到稳压二极管,那怎么能快速准确地选择出自己需要的那一款呢?笔者此前负责的多个项目中,为了MOSFET的稳压驱动,采用Central Semi 的稳压二极管,积累了一定的选型和应用经验,借此分享给大家,希望对在一般选型应用中提供一些帮助。

笔者在隔离开关电源设计项目中,需要选用一款稳压二极管用于对MOSFET的门级驱动电压进行稳压保护。结合项目,选用稳压二极管的基本条件为:额定稳定电压达到12V,额定输出功率大于200mW,封装尺寸要小,为贴片封装,而且精度高,温度系数好,工作温度范围广。


结合隔离开关电源设计项目需求,按照以下步骤进行稳压二极管的选型设计:

1、确定稳压二极管在电路中的位置和作用;

2、选择合适的稳压二极管参数;

3、确认供货周期和价格。


1)确定稳压二极管在电路中的位置和作用

根据笔者设计的一个隔离开关电源设计项目,需要对电源输出的电压时序进行约束,采用MOSFET作为开关器件,并选用稳压二极管对MOSFET的门级驱动电压进行稳压保护。开关电源时序控制电路的工作原理图如图1所示。

图1时序控制电路工作原理图



在电路中,VIN输入电压通过电阻分压进行MOSFET的开关驱动,稳压二极管D4在MOSFET管Q3的G基电压处,作用是保证MOSFET的驱动电压在安全工作范围内。

通过手册可以得知MOSFET的驱动电压在5-20V之间,如果驱动电压超过20V就会损坏,因此采用稳压二极管限制电压对MOSFET进行保护。


2)选择合适的稳压二极管参数

已经得知稳压二极管的位置和作用是保护MOSFET不超过安全工作电压,对其进行保护。接下来就是怎么选择稳压二极管的参数。


图2稳压二极管工作示意图


根据手册得知,稳压二极管的关键参数主要有以下几点:

1)稳定电压

稳定电压指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。MOSFET的G基一般要求小于20V,正常情况下的驱动电压选用12V。在隔离开关电源设计项目中,选用Central Semi 公司的1个BZX84C12TR作为MOSFET的G基的稳压保护,稳定电压为12V,可实现MOSFET的稳态正常运行,保护MOSFET的驱动电压不会超过额定范围,满足项目需求。

2)额定功耗

稳压二极管的额定功耗为稳定电压和允许最大电流的乘积,也由芯片允许温升决定。MOSFET的驱动电流很小,满足200mW就可工作,稳压二极管BZX84C12TR的功耗可达到350mW,可完全满足在开关电源设计项目中电路的稳压使用,并可以抗击浪涌功率损耗。

3)温度系数

如果稳压管的温度变化,它的稳定电压也会发生微小变化,温度变化1℃所引起管子两端电压的相对变化量即是温度系数。温度系数好的稳压二极管稳定电压会更稳定。BZX84C12TR的温度系数只有0.05%/℃,温度系数很稳定,在电路中稳定电压也很精准,满足项目的高精度要求。


图3 Central Semi 公司的稳压二极管参数图



4)温度范围、封装形式与尺寸

笔者设计开关电源设计项目,最高的环境温度为85℃,稳压二极管BZX84C12TR的工作温度范围-65℃到150℃,可见其工作温度范围很宽,从而能够降低由于系统发热带来的故障风险,效率更高。

其封装形式为标准的SOT-23贴片封装,这个封装为标准封装,在画PCB时可以直接借用此封装,占用PCB空间小,不用自己动手画封装,带来很大方便,在项目设计时也节省很多时间。

图4稳压二极管封装图



3)确认供货周期和价格

最后跟厂家沟通,Central Semi 公司的产品在能源,照明,工业,消费,网络,医疗等市场广泛应用;而且供货周期短,价格合适。最终选用Central Semi 公司的稳压二极管BZX84C12TR作为电路的保护器件。

在开关电源设计项目中,采用MOSFET管和光耦进行时序电路设计,选用稳压二极管作为MOSFET的驱动稳压保护,为系统的稳定运行带来保护作用。

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全部评论(19

  • 阿飞 Lv7. 资深专家 2019-03-06
    看看
  • 用户72359710 Lv1 2018-12-29
    這個位置很少加穩壓管的吧, 圖3中沒有列出BZX84C12TR這個型號的electrical characteristics
  • 老子姓李 Lv7. 资深专家 2018-12-20
    不错,涨知识了。
  • Harlin Lv5. 技术专家 2018-12-20
    收藏了慢慢看
  • 涅磐 Lv7. 资深专家 2018-12-19
    收藏学习
  • 小旋风 Lv7. 资深专家 2018-12-18
    讲述的也不错
  • zdr69909057 Lv8. 研究员 2018-12-17
    我一般不加稳压二极管,
  • 用户12070607 Lv3. 高级工程师 2018-12-13
    好东车
  • 用户39371689 Lv4. 资深工程师 2018-12-09
    学习了!
  • 深蓝色 Lv7. 资深专家 2018-12-04
    不错,学习了
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2019-01-30 -  新产品 代理服务 技术支持 采购服务

CMPZDC2V4系列齐纳二极管产品停产通知(PDN01133)

型号- CMPZDC2V4 TR,CMPZDC20V TR,CMPZDC11V TR,CMPZDC4V3 TR,CMPZDC43V BK,CMPZDC39V TR,CMPZDC3V0 TR,CMPZDC5V1 BK,CMPZDC6V8 BK,CMPZDC27V BK,CMPZDC18V BK,CMPZDC2V7 TR,CMPZDC36V TR,CMPZDC3V6 BK,CMPZDC10V TR,CMPZDC15V BK,CMPZDC6V8 TR,CMPZDC4V7 TR,CMPZDC13V TR,CMPZDC16V BK,CMPZDC43V TR,CMPZDC30V TR,CMPZDC3V3 BK,CMPZDC12V TR,CMPZDC5V6 TR,CMPZDC20V BK,CMPZDC33V BK,CMPZDC4V3 BK,CMPZDC39V BK,CMPZDC3V9 TR,CMPZDC33V TR,CMPZDC8V2 TR,CMPZDC12V BK,CMPZDC5V6 BK,CMPZDC13V BK,CMPZDC4V7 BK,CMPZDC2V4 SERIES,CMPZDC30V BK,CMPZDC7V5 BK,CMPZDC2V4 BK,CMPZDC24V TR,CMPZDC47V BK,CMPZDC9V1 TR,CMPZDC22V BK,CMPZDC18V TR,CMPZDC15V TR,CMPZDC3V0 BK,CMPZDC27V TR,CMPZDC5V1 TR,CMPZDC6V2 BK,CMPZDC10V BK,CMPZDC3V6 TR,CMPZDC2V7 BK,CMPZDC36V BK,CMPZDC6V2 TR,CMPZDC22V TR,CMPZDC7V5 TR,CMPZDC11V BK,CMPZDC8V2 BK,CMPZDC3V3 TR,CMPZDC47V TR,CMPZDC16V TR,CMPZDC2V4,CMPZDC24V BK,CMPZDC9V1 BK,CMPZDC3V9 BK

5/17/23  - CENTRAL SEMICONDUCTOR  - 产品变更通知及停产信息  - Rev:001 代理服务 技术支持 采购服务

CMOZ2V4至CMOZ43V表面贴装硅齐纳二极管2.4伏至43伏5%公差

描述- 该资料介绍了CENTRAL SEMICONDUCTOR公司的CMOZ系列硅稳压二极管。这些二极管具有不同的电压值(从2.4伏到43伏),适用于低泄漏应用,并采用环氧树脂封装的ULTRAmini™包装设计。

型号- CMOZ3V9,CMOZ7V5,CMOZ22V,CMOZ4V7,CMOZ5V6,CMOZ12V,CMOZ6V8,CMOZ20V,CMOZ10V,CMOZ30V,CMOZ2V4 SERIES,CMOZ39V,CMOZ15V,CMOZ27V,CMOZ13V,CMOZ11V,CMOZ33V,CMOZ43V,CMOZ3V0,CMOZ2V4,CMOZ3V3,CMOZ5V1,CMOZ18V,CMOZ2V6,CMOZ6V2,CMOZ4V3,CMOZ16V,CMOZ8V2,CMOZ9V1,CMOZ24V,CMOZ2V7,CMOZ3V6,CMOZ36V

15-April 2011  - CENTRAL SEMICONDUCTOR  - 数据手册  - R6 代理服务 技术支持 采购服务 查看更多版本

Central Semiconductor(中央半导体) SOD-80封装中的所有极低电压和高电压齐纳二极管停产通知(PDN01084)

描述- All extreme low and high voltage Zener diodes in the SOD-80 package are discontinued and now classified as End of Life(EOL).

型号- CLL5230B TR,CLL5235B TR,CLL5231B BK,CLL5265B TR,CLL5227B TR,CLL5234D TR,CLL5264B TR,CLL5227B BK,CLL5234B TR,CLL5262B BK,CLL5232D BK,CLL5226C BK,CLL5232B BK,CLL5225B TR,CLL5228B TR,CLL5228B BK,CLL5230C BK,CLL5263B TR,CLL5231C TR,CLL5233B TR,CLL5225B BK,CLL5229B TR,CLL5230C TR,CLL5231C BK,CLL5233B BK,CLL5265C TR,CLL5226C TR,CLL5263B BK,CLL5267B TR,CLL5229D BK,CLL5262B TR,CLL5229B BK,CLL5232B TR,CLL5234C TR,CLL5232D TR,CLL5266B TR,CLL5226B BK,CLL5234D BK,CLL5230-3 TR,CLL5235B BK,CLL5226B TR,CLL5234B BK,CLL5230B BK,CLL5231B TR

2018年5月31日  - CENTRAL SEMICONDUCTOR  - 产品变更通知及停产信息  - REV 002 代理服务 技术支持 采购服务

Central Semiconductor(中央半导体) 二极管CMHZ52x 数据手册

描述- 该资料介绍了CENTRAL SEMICONDUCTOR公司生产的CMHZ5221B至CMHZ5267B系列硅稳压二极管。这些二极管具有不同的稳压值范围(2.4伏至75伏),功率为500毫瓦,公差为±5%。它们采用表面贴装技术制造,适用于工业、商业、娱乐和计算机应用。

型号- CMHZ5243B,CMHZ5231B,CMHZ5223B,CMHZ5267B,CMHZ5255B,CMHZ5263B,CMHZ5251B,CMHZ5239B,CMHZ5247B,CMHZ5267B*,CMHZ5235B,CMHZ5227B,CMHZ5265B*,CMHZ5259B,CMHZ5264B*,CMHZ5262B*,CMHZ5254B,CMHZ5242B,CMHZ5234B,CMHZ5222B,CMHZ5266B,CMHZ5250B,CMHZ5230B,CMHZ5262B,CMHZ5258B,CMHZ5246B,CMHZ5238B,CMHZ5226B,CMHZ5221B,CMHZ5265B,CMHZ5253B,CMHZ5245B,CMHZ5233B,CMHZ5261B,CMHZ5241B,CMHZ5229B,CMHZ5225B,CMHZ5257B,CMHZ5249B,CMHZ5237B,CMHZ5266B*,CMHZ5263B*,CMHZ5232B,CMHZ5264B,CMHZ5256B,CMHZ5244B,CMHZ5260B,CMHZ5252B,CMHZ5240B,CMHZ5228B,CMHZ5236B,CMHZ5224B,CMHZ5248B

2010年08月12日  - CENTRAL SEMICONDUCTOR  - 数据手册 代理服务 技术支持 采购服务

CPZ18-BZX55C3V3至CPZ18-BZX55C6V2齐纳二极管芯片500mW,3.3至6.2伏

描述- 该资料介绍了Centrale Semi公司的硅齐纳二极管芯片(Die)产品线,包括CPZ18-BZX55C3V3至CPZ18-BZX55C6V2型号。这些二极管适用于商业、工业、娱乐和计算机等多种应用。资料提供了详细的机械规格、最大额定值和电气特性,并说明了裸片包装选项。

型号- CPZ18-BZX55C3V9,CPZ18-BZX55C4V7-CT,CPZ18-BZX55C4V7,CPZ18-BZX55C5V6,CPZ18-BZX55C6V2,CPZ18-BZX55C3V6,CPZ18-BZX55C5V1-CT,CPZ18-BZX55C3V3,CPZ18-BZX55C5V1,CPZ18-BZX55C4V3

25-August 2017  - CENTRAL SEMICONDUCTOR  - 数据手册  - R1 代理服务 技术支持 采购服务

求一款5V稳压二极管,封装要小就行

推荐采用Central Semiconductor的稳压二极管,型号为1N4733A,规格为5.1V/1W,贴片封装。

2018-11-05 -  技术问答 代理服务 技术支持 采购服务

【产品】采用SOT-23封装的表面安装硅稳压二极管CMPZ4614~CMPZ4627,满足不同的稳压要求

Central公司是美国的分立半导体公司,半导体产品处于世界领先水平,主要产品包括二极管、晶体管、场效应管、保护器件、整流器和晶闸管等。公司推出的稳压二极管推系列CMPZ4614~CMPZ4627(共计14款),是高质量、高可靠性的硅稳压二极管,表面安装类型,具有低噪声的特点。产品专为低泄漏,低电流和低噪声应用而设计。

2019-07-02 -  新产品 代理服务 技术支持 采购服务
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品牌:Central Semiconductor

品类:稳压二极管

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