12V 转 5V 稳压管 + NPN 降压电路原理与设计

出处:网络整理时间:2025-05-30
电子电路设计中,将 12V 电压降至 5V 是一种极为常见的电源降压需求。在实际应用里,可依据具体场景的电流需求、效率要求以及成本等因素,来选择不同的降压方案。接下来,我们就详细探讨运用稳压管与 NPN 管构建的降压电路。
其设计思路为:当 12V 电压经过 R1 偏置电阻后,稳压二极管会出现反向击穿现象,此时 UD3 为 5.6V。在这种情况下,NPN 管导通,由于 BE 之间的压降大约为 0.6V,因此终可以得到 5V 的输出电压。

为了验证该电路的可行性,我们使用 Multisim 软件进行了电路仿真。通过仿真,能更直观地观察电路的工作状态和性能。

在此电路中,稳压管选用了 onsemi 的 SZMMSZ4690T1G。为保证稳压管能够正常工作,需要满足以下几个条件:
其一,工作电压要大于反向击穿电压,也就是工作电压需大于 5.88V。只有满足这一条件,稳压管才能进入反向击穿的稳压状态。
其二,要使稳压管的工作电流处于 Iz_min 和 Iz_max 之间。从规格书中可知 IZT = 50uA,我们可以通过计算来确定 R1 的阻值,从而确保稳压管的工作电流为 50uA。

其三,稳压管的功耗不能大于其额定功耗。在实际应用时,我们要进行功耗计算,进而选择合适封装的稳压管。例如,经过计算 P = UI = 5.56V * 46uA = 0.255mW,该值小于 500mW。

为了进一步优化电路性能,我们可以对电路进行改进。增加肖特基二极管 D1 和电容 C2,其中 D1 的作用是防止电源反接,避免因电源极性接反而对电路造成损坏;C2 则能够滤除稳压管电压带来的干扰,使输出电压更加稳定。

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