一般的项目中,我们常接触到的电压等级更多的为:3.3V,5V,12V,24V。但是类似于蓄电池这些的电压能高达36V,48V,60V,72V。
那如何低成本把72V降压至5V(负载电流很小,且要求稳定性不高的情况下)
如下图1所示:
图1
要理解图1,我们要先温习一下射极跟随器的相关知识点,如下图2所示:
图2
图2就是常见的射极跟随器典型电路图,由图2中可以知道:
Ie=Vout/Re-------------公式1
三极管的放大倍数为β,则
Ib=Ie/β ------------------公式2
由公式1和公式2可求得:
Ib≈Vout/β*Re-------------公式3
接着求一下Rb上的压差URb
URb=Ib*Rb=Vout*Rb/β*Re-----------公式4
由图2可知:Vout=Vin-URb-Ube
Vout=Vin-(Vout*Rb/β*Re)-Ube ------公式5
换算可得:
Vout=(Vin-Ube)/(1+Rb/β*Re)--------公式6
最后我们举例验证一下,假设三极管的放大倍数β=100,Ube=0.6V
Rb=1K,Re=10K 代入公式6可得:
Vout=(Vin-0.6)/1+(1/1000)≈0.99(Vin-0.6)≈Vin-0.6
由计算的结果可以看的出来,Vout和Vin非常接近,实际中,按照理想状态,可以表示:Vout=1Vin 也就是电压增益接近1的意思,这就是“跟随”的由来。
弄明白了射极跟随器的原理之后,再去分析图1就简单很多了,如下图3所示:
图3
由图3可以知道,Ub的电压由于D1稳压二极管的存在,电压保持在稳定的电压5.6V。三极管Q1的be电压Ube=0.6V,故输出Vout=Ub-0.6V≈5V。
稳压二极管的计算流程可以戳这里:
由于输入电压高达72V,所以R1是不能省的,而且还需要注意电阻的功率,从而选择合适的封装,避免电阻发热量大导致电阻烧毁。
在实际的项目中,高输入的DC-DC芯片并不多,而且成本过高,在一些对成本比较苛刻的产品中,这个电路不失为一个不错的选择,但要注意的是:
(1)电阻R1和三极管承担了大部分电压,负载工作时发热会比较明显。
(2)在一些电池供电的场景下,静态功耗不能忽略,需要综合考虑。
好了,这章就先写到这吧!