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[稳压电源]论线性稳压芯片保护二极管的接法及作用
发布时间:2022-01-03 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]本帖最后由幸福至上于2016-2-421:25编辑
最近，在使用一款线性稳压芯片LM317，相信很多朋友也都用过这款芯片。
我在使用过程中，发现芯片手册上提供了一种带保护的接法，实质是通过加二极管实现。
首先看该手册推荐的基本电压调制电路:
再看下推荐的加保护的电压调制电路:
对比两幅图，第二幅加保护的电压调制电路在芯片输入，输出，Adj三个管脚都加了电容。
C1是输入旁路电容，可以降低输入电压波动对芯片的影响；C3是输出旁路电容，可用于提升电源的瞬态响应性能，实际是通过该电容储能来应对剧烈变化的负载电流需求。
C2这个电容在此处，可以平滑掉大部分因为输出波动而导致的该处波动，从而保持输出电压稳定。
比较少见的就是D1和D2的接法。
按照芯片手册上说法，都是为了防止短路情况下可能会对芯片造成的损坏。
对于D1这种接法的意义,通过查阅资料，我理解是为了防止在某些情况下，出现Vout>Vin一定值，从而导致芯片内部被反向击穿。
该芯片的内部结构图如下图所示:
可以看到Vout实际上是连到很多晶体管的E极的，如果被反向加了过大电压，则会被击穿。
至于何时会出现Vout>vin的情况,我总结至少会有如下几种情况:1、输入Vin由于各种原因突然短路;2、当Vout输出电压较高，且Cout较大时，系统掉电，此时Vin很快掉到0V,而Vout因为放电缓慢，从而出现Vout>Vin的情况;3、后级负载电流急剧变化时，会导致芯片的输出电压急剧上下波动，可能会出现Vout>vin一定值的情况。
该值和芯片内部的晶体管，EB，EC反向击穿电压有关。
而如果输入输出反接一个二极管，那么在出现Vout>Vin一定值情况时，则会钳位到Vin+0.7V，从而避免过高的Vout击穿芯片。
这里贴上两个该二极管讨论的帖子供参考：//bbs.专注于大电流电感设计、制造：电话 ：181-2638-2251/icview-581379-3-1.html，//bbs.专注于大电流电感设计、制造：电话 ：181-2638-2251/icview-580458-1-1.html。
对于D2接法的作用,我理解为:当输出短路时，Vout=0,则此时芯片的Adj端电压为0，Vadj=Vout*(R1/(R1+R2）),而之前正常工作时，Vadj处的电压为Vref=1.25V，所以此时adj端所接的C2电容为1.25V，势必会在短路情况下进行放电。
放电途径有三条:1、通过R2到GND;2、通过R1到Vout（Vout=0）;3、通过芯片的adj管脚流入芯片，再到vout.通过观察芯片内部结构图，adj管脚接的也是晶体管的E极，显然也是不能加反向电压的。
所以此时D2就给C2电容提供了一个快速通道直接到Vout,这样就能够快速泄放到C2上的电荷了。
所以，D1,D2都是为了防止在意外情况下，电压反向加在adj和Vout管脚，从而导致芯片被击穿的。
在这之中，关于D2的分析属自己思考，不知道是否正确，如有错请指正。
二是，在芯片内部结构图中最右边，有两个二极管反接在Vin和Vout端，这两个二极管是不是起和D1一样的作用呢?因为我看到很多网友说，现在很多芯片内部已经集成了D1这个二极管。
楼主的分析过程值得学习，先收藏了，有时间慢慢的看。
xyz549040622发表于2016-2-419:49
楼主的分析过程值得学习，先收藏了，有时间慢慢的看。
谢谢。
如果其中的分析有错误的地方，希望能指正下。
;)
还没琢磨透，朋友们，能指点下这个问题吗?@玄德@chunyang@cauhorse@受不了了先谢谢了
D1用于反向过压保护，是否需要得考察器件反向耐压和实际工作时可能产生的最大反压间的关系。
D2用于C2储能的快速泄放，防止上电-断电-再上电暂态下的输出失调。
C2的作用是平滑输出电压采样，防止自激。
C1和C3是滤波电容，注意典型图属于特定条件下的测试图，实际应用时需根据负载特性合理选择容量，通常都是要大幅增加的。
chunyang发表于2016-3-112:48
D1用于反向过压保护，是否需要得考察器件反向耐压和实际工作时可能产生的最大反压间的关系。
D2用于C2储能...
说得实在是太透彻了，这下明白多了。
非常感谢帮忙解答疑惑了。
:lol
我认为基本是撑的，当那些被担心的情况发生时，说明你的产品已经挂了，还有必要多花几分钱去保护几毛钱的东西吗？难道就是为了维修时可以少花几毛钱？还不如把那几分钱花到能减少故障的地方去吧！
本帖最后由幸福至上于2016-4-2618:13编辑
fzyuan发表于2016-4-2319:29
我认为基本是撑的，当那些被担心的情况发生时，说明你的产品已经挂了，还有必要多花几分钱去保护几毛钱的...
这我就不赞同了。
我文中所说的异常情况在正常电路中完全可能发生。
比如说，当系统掉电时，电源前级已降到接近0V，在当电路后级的负载或容性器件较多时，电源后级的电压会出现高于前级的情况，如果过高，完全可能击穿电源芯片的内部晶体管。
当然正如春阳大哥所说，实际是否需要加D1,还得考察器件反向耐压和实际工作时可能产生的最大反压间的关系。
你认为呢？
本帖最后由fzyuan于2016-4-2508:09编辑
yinweini发表于2016-4-2413:19
可悲的是坐井观天的人，这些标准电路都是大师级的人物做的，考虑相当周全不要随意否定，当你负载是电感类...
你敢说OCON给出的那个电路是一个好的解决方案？
那纯粹是用来证明i55的观点“不全对”的。
如果那个电源后面是“电感开关电路”，你能不在“电感开关电路”想解决方案，而是跑到前面要电源给你解决？
如果此时需要某二极管，那这个二极管也是属于“电感开关电路”的。
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