Part 01 前言
一個穩壓二極管就能實現穩壓,但是它的缺點是單個穩壓二極管功率有限,我們在進行穩壓二極管選型時,需要考慮的一種最壞情況就是負載電流全部加載在穩壓二極管上,如果負載電流比較大,這就會導致我們選型出的穩壓二極管功率特別大,從而其尺寸也特別大,既增加了整體的成本,又占用了更多的PCB空間。
基于以上問題,出現了穩壓管+三極管擴流的方案,通過加入三極管作為反饋元件,可以提高穩壓管的性能。三極管的引入使得穩壓管具有了增益功能,可以放大輸入電壓變化,從而實現更好的穩壓效果。最為關鍵的是,三極管還可以提供更大的輸出電流能力,解決了穩壓管在大電流負載時的選型問題,但是這種方案也存在相關的問題,那就是效率低的問題,接下來就穩壓管+三極管擴流方案的選型以及缺點進行分析。
Part 02 穩壓管+三極管擴流方案
1.穩壓管+三極管擴流方案原理圖
穩壓管+三極管擴流方案的常見原理圖如下,電路的基本工作原理就是穩壓二極管Z1反向擊穿,從而使得三極管T1基極電壓高于開啟電壓,T1飽和導通,電路的輸出電壓Vo=Vz+Vbe,Vz就是穩壓二極管的穩壓值,Vbe是三極管T1的BE結壓降。R2的作用是下拉電阻,避免穩壓管未反向擊穿時,三極管基極懸空。電路的關鍵器件選型就是輸入電阻R1。
2.輸入電阻R1選型
輸入電阻R1選型有兩點,一點是電阻的阻值,另一點是電阻的功率。Rs=(Vin_min-Vo_max)/(Iz_min*(1+β)+I3_max)Vin_min:輸入電壓最小值Vo_max:輸出電壓最大值Iz_min:最小穩壓電流I3_max:最大負載電流這樣就能計算出Rs電阻阻值了。要想計算R1的功率,首先要計算流經電阻R1的最大電流I1:I1=(Vin_max-Vo_min)/RsVin_max:輸入電壓最大值Vo_min:輸出電壓最小值最后基于P=I*I*R即可計算出Rs的功率了。
Part 03 總結
計算出R1的功率后我們就能發現,這個電路效率比較低,因為所有的電流都會流經R1電阻,這就導致R1電阻發熱嚴重,從而選型時功率要選得比較大才行。