大家好,我是蝸牛兄,今天跟大家探討一下技術群里一位小伙伴發出來的電路。
電路如下圖所示:
圖1? 電路圖
兩個NPN三極管搭建的直流降壓穩壓電源(至于為什么能夠穩壓,可以參照我前面發的文章《這兩個三極管是怎么做到恒流的?一起來分析一下》?)輸入電壓DC24V,經過三極管Q1本身承受一定的壓降后,輸出電壓Vo。
這里要重點強調一下Q1和Q2的工作狀態,它們都只能工作在放大狀態,為什么呢?
這個電路的目的是降壓,所以Q1不可能工作在飽和狀態,否則Vo=Vin=24V,就起不到想要的效果。Q2也不可能工作在飽和狀態。
電阻R3的作用是給穩壓管D1提供一定的電流,讓三極管Q2的基極電壓一直處于5.6V的穩壓狀態。
電阻R2的作用是為三極管的基極提供一定的偏置電壓。
小伙伴們提出如下問題:
問題1:為啥我算出來10.5V不對?
問題2:輸出電壓是多少?怎么算的?
問題3:把R2調大,輸出電壓為什么減小了呢?
咱們來一?一解答:
問題1:為啥我算出來10.5V不對?
答:10.5V是怎么來的呢?很多朋友可能是這樣算的:通過穩壓管為5.6V電壓,可以求出三極管Q2的基極電壓為:
R4的電流可算出:
輸出電壓:
看起來好像沒啥問題,但忽略了一點,把三極管Q2的基極電流給忽略了。
正確應該是:
所以,電阻R1和R4通過的電流實際上是不一樣的。這種算法是不對的,所以10.5V的結果也是不對的。
圖2? 三極管Q2的基極電流
問題2:輸出電壓是多少?怎么算的?
答:為了便于描述,我將各支路進行了標號,如下圖所示: ?
圖3? 為方便計算,將各支路編號
計算如下:
對于三極管Q2:
三極管Q2基極電壓被鉗位,所以其基極電壓為:
......①
......②
......③
聯立①②③得
......④
對于三極管Q1:
忽略三極管基極的電流(本身流過的電流較小)
利用Ic=β*Ib得:
假設放大倍數β=100,則:
......⑤
由于Q1的基極電壓被三極管鉗位,所以其基極電壓為Vo+0.7V,
......⑥
......⑦
根據④和⑦相等,可以求出:
問題3:把R2調大,輸出電壓為什么減小了呢?
圖4? Q1基極電流走向
如上圖箭頭所示,我的理解是:三極管Q1的基極電流是由主電流R2所在回路分流得來的,即:IR2=Ib(Q1)+I8,電阻R2越大,基極通過的電流就越小,放大倍數越小,三極管的CE等效電阻就越大,本身承受的壓降就越大,所以輸出電壓就會減小。反之增大。
咱們再來仿真一下,仿真結果也是11.6V。
?
圖5? 電路仿真
寫在最后:
這個電路從24V降壓到12V,壓降比較大,工作效率低,我們一般不建議這樣操作。這么大的壓降,我們一般用DC-DC電源,如果負載對紋波要求比較高,我們一般在DC-DC后面再加一個三端穩壓。
審核編輯:劉清