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稳压二极管+三极管虽然可以搭建稳压电路,但此电路的缺点你知道吗?

Part 01 前言

一个稳压二极管就能实现稳压,但是它的缺点是单个稳压二极管功率有限,我们在进行稳压二极管选型时,需要考虑的一种最坏情况就是负载电流全部加载在稳压二极管上,如果负载电流比较大,这就会导致我们选型出的稳压二极管功率特别大,从而其尺寸也特别大,既增加了整体的成本,又占用了更多的PCB空间。

基于以上问题,出现了稳压管+三极管扩流的方案,通过加入三极管作为反馈元件,可以提高稳压管的性能。三极管的引入使得稳压管具有了增益功能,可以放大输入电压变化,从而实现更好的稳压效果。最为关键的是,三极管还可以提供更大的输出电流能力,解决了稳压管在大电流负载时的选型问题,但是这种方案也存在相关的问题,那就是效率低的问题,接下来就稳压管+三极管扩流方案的选型以及缺点进行分析。

Part 02 稳压管+三极管扩流方案

1.稳压+三极管扩流方案原理图

稳压管+三极管扩流方案的常见原理图如下,电路的基本工作原理就是稳压二极管Z1反向击穿,从而使得三极管T1基极电压高于开启电压,T1饱和导通,电路的输出电压Vo=Vz+Vbe,Vz就是稳压二极管的稳压值,Vbe是三极管T1的BE结压降。R2的作用是下拉电阻,避免稳压管未反向击穿时,三极管基极悬空。电路的关键器件选型就是输入电阻R1。

2.输入电阻R1选型

输入电阻R1选型有两点,一点是电阻的阻值,另一点是电阻的功率。Rs=(Vin_min-Vo_max)/(Iz_min*(1+β)+I3_max)Vin_min:输入电压最小值Vo_max:输出电压最大值Iz_min:最小稳压电流I3_max:最大负载电流这样就能计算出Rs电阻阻值了。要想计算R1的功率,首先要计算流经电阻R1的最大电流I1:I1=(Vin_max-Vo_min)/RsVin_max:输入电压最大值Vo_min:输出电压最小值最后基于P=I*I*R即可计算出Rs的功率了。

Part 03 总结

计算出R1的功率后我们就能发现,这个电路效率比较低,因为所有的电流都会流经R1电阻,这就导致R1电阻发热严重,从而选型时功率要选得比较大才行。

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