二极管钳位电压问题？

bigbat

二极管钳位电压问题？ [复制链接]

这是我设计的验证二极管钳位电压的原理图。BT1为常见到的KK干电池或其它什么非充电电池。VCC的电源为外接电源，什么类型都可以。外部电源的负极和BT1的负极连接，组成一个共地系统。（因为本人做实验不是很方便，如果有实验条件的网友能不能实际的做个实验，验证一下这个电路。）
主要讨论问题为：
1、B点电压小于BT1电压3V的情况下，是不是A约等于B点呢？
2、B点的电压远超于C点的电压（如6V）A的电压是不是约等于C点呢？C=A
3、这个电路B点电压如果长时间工作，BT1是不是会损坏？

maychang

1、B点电压小于BT1电压3V的情况下，是不是A约等于B点呢？

是。差别仅在于忽略R1和R2分压中R1的压降，误差约百分之2。

maychang

1、B点电压小于BT1电压3V的情况下，是不是A约等于B点呢？

是。差别仅在于忽略R1和R2分压中R1的压降，误差约百分之2。

maychang

2、B点的电压远超于C点的电压（如6V）A的电压是不是约等于C点呢？C=A

是。差别主要在于忽略了D1的压降。

maychang

3、这个电路B点电压如果长时间工作，BT1是不是会损坏？

“B点电压长时间工作”是什么意思？

bigbat

maychang 发表于 2019-2-12 12:20
3、这个电路B点电压如果长时间工作，BT1是不是会损坏？

“B点电压长时间工作”是什么意思？

B点的电压高于3V的时候，长时间的工作，就如同给BT1“充电”，干电池处在这种状态下，会不会坏掉?

JackyShang

新年快乐！

maychang

bigbat 发表于 2019-2-12 13:13
B点的电压高于3V的时候，长时间的工作，就如同给BT1“充电”，干电池处在这种状态下，会不会坏掉?

那要看你的电池是否允许十几毫安这么大电流充电。如果电池是允许充电的电池，当然就没有问题。
另外，电池不会仅仅为这么几个元件供电，必有其它负载也要由电池供电。在有其它负载情况下，对电池的充电电流就没有十几毫安这么大，甚至可能根本没有流入电池的电流，经过D1的电流全部流入其它负载了。

bigbat

不好意思！刚才做了一个模拟实验，R3是负载，原理图是这样的。R3=500R，R2=20K，（D1，D2），R1=500R
模拟结果，A点的电压接进3V，稍微偏大一些。内阻越小A点电压越接近3V。R1越大A点电压也越接近3V
我的想法是在BT1为干电池的情况下，A点为设备的开关量接入端子，在外接大于3V的有源设备输入时，这个电路会不会坏掉?！

maychang

bigbat 发表于 2019-2-12 14:45
不好意思！刚才做了一个模拟实验，R3是负载，原理图是这样的。R3=500R，R2=20K，（D1，D2），R1=500R
模 ...

B点处如果是正常工作的话，不应该高于3V。如果B点处经常持续高于3V，那么这个设计就是有问题的。
B点若因受到干扰而瞬间(毫秒以下)高于3V(当然也不能高到几百V以上)，那么此电路中各元件不会损坏。

bigbat

这个电路的本意是：3VMCU系统GPIO口接5V或12V、24V的情况下，能不能长时间工作。当然输入的电流不能太大。

maychang

bigbat 发表于 2019-2-13 12:24
这个电路的本意是：3VMCU系统GPIO口接5V或12V、24V的情况下，能不能长时间工作。当然输入的电流不能太大。

“当然输入的电流不能太大”

输入电流有多大，取决于9楼图中R1和Vcc处电压(你说5V或12V、24V)。24V情况下，输入电流就是(24－3)/220＝0.095(A)，也就是95mA。
此时R1功率耗散超过2W。

chunyang

D1、D2的接法是对A点进行钳位，使A点的电压最高不会超过约3.7V（BT1电压加二极管正向结压降），最低不低于约-0.7V。不过，该电路并不准许B点电压过高或过低，限制因素是BT1的特性以及电阻、二极管的电流承受能力。对电源和地的钳位电路多用于稳压电源供电的场合，稳压电源具有反馈调节能力，而电池可不行。给电池加上超过其端电压的外电压，并不会被拉低到电池的端电压，而是会升高，具体跟电池的类型甚至容量等都相关，非常复杂，无法仅靠电路预测，更无法计算。