为什么不用稳压二极管给MCU供电?

星球上有个小伙伴问了一个问题,如上图所示:MCU工作电流是10mA,24V电压源串限流电阻和稳压管,输出5V电压给MCU供电,理论上可行,潜在风险有哪些?

风险1:同一型号的稳压管由于制造工艺的分散性,各个不同管子的稳压值有所差别。例如:稳压管2DW7C,其稳压值从6.1~6.5V,表示型号同为2DW7C的不同的稳压管,其稳定电压值可能为6.1V,也有可能是6.5V,这在大批量产品应用时会是一个很大的风险,尤其是给MCU供电时。

风险2:稳压管的稳定性能受温度影响,当温度变化时,它的稳定电压也要发生变化,常用稳定电压的温度系数来表示这种性能。在对电源稳定性要求较高的场景,如模拟电路电源供电、MCU供电等场合不建议使用稳压管。

风险3:稳压管带负载能力较弱,如下电路仿真图1,图2所示,当稳压管两端的负载由1kΩ变为100Ω时,稳压二极管两端的电压由5.08V变为1.09V。

图 1 负载1kΩ

图 2 负载100Ω

综上,我们不建议将稳压二极管用在MCU供电时使用。

那么针对分立器件搭建的稳压管电路带载能力弱的问题,我们也可以用如下图3的简易电路进行改进设计。具体原理:利用三极管提升输出带载能力,同时三极管还引入了电压负反馈,起到稳定输出电压的作用。当输入电压Vin增大或输出负载电阻增大,输出电压Vout会瞬间增加,三极管的射极电Ve压随之增大,如果基极电压Vb不变,则Vb-Ve就会减小,进而输出电流减小,Vout减小。

图 3 改进设计

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