在硬件電路設計與調試過程中,一位硬件工程師遭遇了USB輸入檢測電路電壓異常的問題。

該工程師設計的USB輸入檢測電路中,USB輸入電壓約為4.5V,理論穩壓值應為3.76V,但實際測量僅有3.18V。
經過分析,初步判斷是穩壓管漏電導致該問題。
按照參數計算,漏電電流已達到69μA,而正常情況下應在10μA以內。
此前測試也發現,323封裝、12V以內的穩壓管普遍存在較大漏電現象。
為此,工程師向同行請教,詢問是否有4.7V穩壓管且為SOD323封裝,同時漏電流較小的產品。
針對此問題,也有同行提出不同看法。
有人認為可能是分壓電阻過大所致,并通過仿真進行了說明。

在仿真電路中,電源電壓為4.5V,包含電阻R1(470Ω)、電容C1(100nF)、穩壓二極管D1(1N750)和電阻R2(2.4K)。從仿真波形來看,呈現出一定的電壓和電流變化趨勢。

還有觀點指出,使用穩壓二極管都會存在誤差,這是由其特性曲線上的拐點造成的。一方面,可以將分壓電阻改小;另一方面,也可以考慮增大電流。
最終,硬件工程師找到了解決辦法。
將原本使用的4.7V穩壓管更換為5.1V的穩壓管后,電路瞬間恢復正常。
原來,4.7V的穩壓管漏電流較大,而5.1V的穩壓管幾乎不存在漏電問題。
此次問題的解決,為類似USB輸入檢測電路的設計與調試提供了寶貴的經驗,在選用穩壓管時不僅要關注其穩壓值和封裝形式,還要充分考慮漏電流等性能指標對電路的影響。
