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三极管稳压电路仿真分析设计方案，你值得收藏

1、稳压电路的原理
很多学者在自己设计稳压电路仿真设计方案的时候 ， 都有很多自己的一套习惯 ， R3和Z1构成简单的稳压电路 ， 当VIN的电压高于Z1的稳压值Vz时 ， Z1的负极被稳压在Vz;Z1的负极连接到三极管的基极 ， 三极管发射极E是输出 ， 形成了一个射极跟随器 ， 也就是说 ， E极的电压随着B电压变化而变化 ， BE之间有一个压降 ， 一般硅管0.7V左右 ， 假设B极是6.7V ， 那E极就是6.7-0.7=6V ， 综上可得VOUT=Vz-Vbe ， 可以根据VOUT来选择合适的稳压管 。
2、仿真分析
如下是用Tina-TI进行的仿真实验 ， Z1是5.1V稳压管 ， 限流电阻R1是1.25K ， 输入V1=30V ， 仿真结果VF1=4.36V ， 我们发现这个电路是可以用的 。那又有人会说了 ， 三极管导通之后 ， 30V会直接从CE到VF1 ， 为什么输出还是4.36V呢?
三极管导通之后 ， E点电压会升高 ， 当升高到Vbe《0.7V ， 三极管会关闭 ， IC电流急剧下降 ， E点的电压急剧下降 ， 当E的电压下降到Vbe=0.7V ， 此时三极管再次导通 ， E点的电压往上升 ， 当Vbe《0.7V时 ， 三极管再次关闭 ， 如此的循环 ， 使得E点的电压会一直稳定在4.36V 。


3、确定R1的阻值
如下是稳压二极管的特性曲线 ， 结合图形 ， 更好的可以理解参数 ， 稳压管的Breakdown区域是Izt~Izm ， 在这个范围内 ， 稳压管的稳压效果最佳 。
从稳压管的SPEC中我们可以看到 ， Vz@Izt这个参数 ， 指在Izt=20mA时 ， 稳压管的稳压值Vz=5.1V ， 也就是说流过稳压管的电流在20mA以上 ， 稳压效果最佳 。
【三极管稳压电路仿真分析设计方案，你值得收藏】
再看上面的仿真图 ， 忽略流入三极管基极的电流 ， 那可以算出R1≤(30-5.1)/20mA=1.245K ， 但是R1的下限又是多少呢?
R1的下限取决于Izm ， 稳压管有一个参数耗散功率Pd ， 正常工作状态稳压管不能超过这个值 ， 因为稳压值5.1V不变 ， 所以流过稳压管的电流最大Izm=500/5.1=98mA ， 所以R1最小值为：(30V-5.1V)/98mA=0.25K
再次仿真 ， 将R1改为2K ， 加在稳压管上的电流减小了 ， VF2变为5V ， VF1变为4.26V ， 稳压效果没有R1=1.25K好 ， 验证了上面的理论 。
4、电阻R1的功率
按照R1=1.25K ， 稳压管击穿电流Izt=20mA计算 ， 那加在R1上的功率为P=0.02*0.02*1250=0.5W ， 所以R1的功率需要0.5W以上 ， 否则电阻可能会损坏 。

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