在此例中，選擇了通過 24V 輸入源生成 15V 系統(tǒng)電源軌的首選齊納二極管。圖 6-1 顯示了使用齊納二極管進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)的示例。以下計(jì)算概述了選擇齊納二極管 (D)、確定串聯(lián)輸入電阻 (R1) 的大小以及驗(yàn)證未超過齊納二極管額定值的注意事項(xiàng)。該串聯(lián)電阻用于限制流入器件的齊納電流 Iz。

圖 6-1 電壓調(diào)節(jié)齊納應(yīng)用示例

在此例中，所需的負(fù)載條件是 15V 電源軌，最小電流消耗和最大電流消耗分別為 1mA 和 2mA。該電路用于環(huán)境溫度高達(dá) 55°C 的環(huán)境中?？紤]使用 TI 15V 齊納二極管 BZX84WC15V，分析其對(duì)于該電路的適用性。BZX84WC15V 具有 15V 標(biāo)稱齊納電壓，容差為 ±5%，最大功率耗散為 360mW，最大 IO 電容為 80pF，在 SC70-3 封裝中的最大漏電流為 0.03μA。

如圖 6-2 所示，該齊納二極管的齊納電壓與齊納電流間的關(guān)系曲線相對(duì)平坦。設(shè)計(jì) 5mA 的額定齊納電流時(shí)，處于齊納電流安全工作范圍內(nèi)。我們可以估算出 5mA 處的標(biāo)稱齊納電壓約為 15V。

圖 6-2 T_A = 25°C 時(shí) BZX84WC15V 齊納電流與齊納電壓間的關(guān)系

計(jì)算標(biāo)稱串聯(lián)電阻器值 R1：

要計(jì)算齊納二極管中耗散的最大功率，我們必須首先使用公式 3 計(jì)算電路中的最大預(yù)期齊納電流 Iz,max。

最大齊納電壓也會(huì)隨溫度而變化。標(biāo)稱齊納電壓 +/–5% 的額定值僅適用于 25°C 室溫條件。對(duì)于 BZX84WC15V，器件的溫度系數(shù) (S_Z) 為 +13mV/C。V_Z,max@25C 為 15.75V。下面的公式4 和 5 用于計(jì)算 55°C 下的估計(jì)最大齊納電壓。

齊納二極管最大功率耗散 Pz,max@55C 可以通過將 Vzmax@55C 乘以 Iz,max 計(jì)算得出，如下面的公式6 所示。

接下來，我們將使用圖 6-3 檢查電路中的最大齊納功率耗散是否超過 55°C 環(huán)境溫度下的 BZX84WC15V 功率耗散額定值。在 55°C 環(huán)境溫度下，標(biāo)稱 360mW SC70 封裝功率耗散降額約 75%。這相當(dāng)于在 55°C 環(huán)境下的額定功率為 270mW，足以超出我們的 162mW 要求。

圖 6-3 BZX84WC15V 功率耗散在不同溫度下的降額

最終設(shè)計(jì)值如圖 6-4 所示。在此應(yīng)用中，可以使用 BZX84WC15V。

圖 6-4 電壓調(diào)節(jié)電路設(shè)計(jì)值