常用扩流电路分析
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方案一:
圖 1
如圖 1 所示,此電路為較為常用的擴流電路,對此電路分析如下:
Io = Ioxx + Ic.
Ioxx = IREG – IQ ( IQ 為穩壓芯片的靜態工作電流 , 通常為 4-8mA)
IREG = IR + Ib = IR + Ic/β (β 為功率管的電流放大倍數 )
IR = VBE/R1 ( VBE 為 功率管的基極導通電壓 )
所以 Ioxx =? IREG – IQ = IR + Ib – IQ
???????? =? VBE/R1 + IC/β- IQ?????
???????? 由于 IQ 很小 , 可略去 , 則 : Ioxx = VBE/R1 + IC/β
以 TIP32C 作為功率管為例,查技術手冊可得 VBE = 1.2V, 其 β 可取 10
Ioxx = 1.2/R + Ic/β = 1.2/22 + Ic/10 = 0.0545 + Ic/10 ( 此處取 R 為 22 OHM )
Ic = 10 * (Ioxx – 0.0545 )
假設 Ioxx = 100mA, Ic = 10 * ( 100 - 0.0545 * 1000 ) = 455(mA)
則 Io = Ioxx + Ic = 100 + 455 = 555 mA.
再假設 Ioxx = 200A, Ic = 10 * ( 200 – 0.0545 * 1000 ) = 1955mA
Io = Ioxx + Ic = 200 + 1955 = 2155mA
由此可見輸出電流大大的提高了。
本電路優點是結構簡單、穩定、易于調試,缺點是此電路為線性穩壓電路,內部功率損耗較大,效率較低,電路缺乏有效保護。本電路中使用的功率管為 PNP 型,較大功率的不太好找。
如果所需的功率仍然不夠可以采用多只功率管并聯,兩只功率管并聯擴流的電路圖如圖 2 所示:
圖 2
方案二:
圖 3
???????? 如圖 3 所示,此電路為采用了 NPN 型功率管的擴流電路,基本原理與方案一所示電路相同這里不再贅述,和方案一相比由于采用 NPN 型功率管在選型上更為豐富,缺點穩壓芯片的采樣電阻沒有直接連接在整個穩壓電路的輸出端,會使穩壓電源的穩定性有所降低。
方案三:
圖 3
在本電路中,擴流取樣電阻( R4 )移到了穩壓器的輸入端,因此擴流管的輸出端直接與穩壓器的輸出端并接。于是本電路的優點是穩壓性能好。缺點是大功率的 PNP 型難找,需要一只小功率的 PNP 管與另外一只大功率的 NPN 型大功率管組成復合管,使得電路比較復雜。
圖中的三極管 Q3 與電阻 R3R4 組成了擴流管的限流保護電路。限流電流的工作原理很簡單:當輸出電流大于設定安全值時,在取樣電阻 R1//R2 上電壓降增 大到使三極管 Q2 導通,對擴流管 Q1 的基極電流分流,從而使其發射極(負載)電流不在增大,實現了保護。當負載電流減小后, Q2 恢復到常態(截止狀態)。
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總結
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