上市公司的電子工程師，是不是很牛？一起看個實際案例！
今天之前，我還在糾結要不要寫今天這篇文章，猶豫之后決定還是寫下今天這篇文章，我覺得分享文章的最終目前是和大家一起交流分享心得，共同提高技術水平，本文并無針對特定人和特定人群意思。
去年初，我們公司為國內(nèi)一家上市公司客戶代加工電路板，電路方案都是這家公司的工程師設計好的，雖然是代工，按照慣例，拿到資料后我習慣性的還是要看下，本人喜歡研究欣賞其他人的電路設計方案，這也是個學習的機會，可以取長補短。
這個客戶設計的電路方案，其中有個負載模塊是4V供電，這個模塊的電流需求正常在0.5A左右，但有時電流峰值需求可能達到1.5A。這個方案用的單片機系統(tǒng)是5V供電的，這個負載模塊對電源的紋波要求比較高，客戶用了一個射極跟隨器做穩(wěn)壓器，將系統(tǒng)的5V降低為4V給這個負載模塊供電，這部分電路如下圖：
乍一看以上電路沒什么問題，三極管基極被穩(wěn)壓管ZD1鉗位為4.7V,三極管發(fā)射極跟隨基極電壓為4.7-0.7=4V.仔細一看，又覺得哪有問題，經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)，Q1的基極電流最大只有（5-4.7）/82=3.6mA.查看了三極管PXT8050的datasheet,雖然PXT8050的最大集電極電流能達到1.5A.但根據(jù)放大倍數(shù)Hfe和Ic關系的曲線圖，當Ic電流為1.5A時，三極管的放大倍數(shù)約為50左右（如下圖），Ic在1A以上時，放大倍數(shù)是隨著溫度升高而減小的。而且實際三極管工作溫度肯定會超過理想的25℃。
我們來算下，當負載模塊電流需要電源提供1.5A的電流時，即使不考慮三極管的實際溫升，此時需要的三極管基極電流為1.5/50=30mA。計算結果已經(jīng)遠遠大于電路實際能提供的電流，根據(jù)最開始的計算，電路實際能提供的基極電流為3.6mA,而且這還是沒有考慮穩(wěn)壓管消耗的電流的情況下。考慮到溫升，實際情況會更糟，也就是當后級模塊需要1.5A電流時，電源根本提供不了這么大的電流，我將這個問題反饋給客戶方的工程師，建議將R1改為10歐，同時將Q1更換為電流和放大倍數(shù)更大的三極管D882S.選用放大倍數(shù)區(qū)間為200-400倍的管子。當D882S的Ic電流為3A時，放大倍數(shù)還能達到200左右。如下圖：
但接下來對方工程師的回答讓我很詫異，對方工程師說，R1不能減小，減小電阻后基極電流就超過1mA了,基極電流不能超過1mA。我懵圈了，我回答說為什么不能超過1mA？對方回答，他們一直是這么規(guī)定的？而且目前的電路經(jīng)過樣機測試沒有問題，不需要更改。我沒有繼續(xù)跟他爭辯了，只是說你們內(nèi)部需不需要再評估下？幾臺樣機測試正常并不能代表真實的客戶使用環(huán)境下機器不會出問題。
和客戶反饋后這個問題后，我特意查了下三極管的手冊，發(fā)現(xiàn)一般的小電流三極管確實沒有標明最大基極電流這個參數(shù)，而只有一些大功率的三極管才會標明最大基極電流,如下圖：
那電路設計中我們怎么來設定最大基極電流這個參數(shù)呢？一般來說是將三極管最大集電極電流除以最小放大倍數(shù)得到最大的基極電流，或者一般工程應用上最大基極電流通常取最大集電極電流的十分之一，不超過這個值，也是比較安全且留有余量的。
這事就此作罷，后續(xù)沒有消息，年中這個產(chǎn)品上市后，幾個月后就陸續(xù)有市場退貨，市場反饋機器有重啟復位掉線等現(xiàn)象，我司配合客戶處理問題，經(jīng)檢測故障機器，分析故障是由上述負載模塊供電不足導致。最終這個客戶的這批產(chǎn)品全部召回返工，因后續(xù)返工的電路板，客戶沒有再找我司代工，從側(cè)面打聽，整改方案是減小R1阻值，三極管換成電流和放大倍數(shù)更大的管子，具體型號未知。
我們再回頭談談這個方案，這個電路方案適用于后級負載對電壓精度要求不高的場合，或者后級負載是小電流的場合，因為三極管的Vbe會隨著集電極電流變換而變化的，也就是三極管的Vbe并不是穩(wěn)定的0.7V（如下圖）.好在這里的負載模塊供電電壓需求為3.8-4.2V之間，所以問題不大。
隨著Ic增大，Vbe也在增大
綜合以上，在不大改動的前提下，該方案的整改方向為，減小R1的阻值，減小的同時要考慮穩(wěn)壓管的功耗，更換功率、放大倍數(shù)更大的管子。電源輸出的地方可以再增加1個470uF的電容，保證峰值電流到來時，電源的穩(wěn)定性。
最后重申，上市公司的大佬們不要噴我，上面提到的那位工程師也許僅僅是某些知識點稍薄弱，也許其它方面的專業(yè)知識很厲害，畢竟我交流過的上市公司的工程師，絕大部分還是很牛的，寫這篇文章目的最重要是分享交流經(jīng)驗，讓我們大家共同進步，爭取早日邁進上市公司的大門，又或者是世界500強的大門。
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