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分析线性三端稳压器扩流电路方案

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xyxyty|  楼主 | 2019-3-1 16:19 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
  一个线性三端稳压器扩流电路,

  线性三端稳压器应用非常广泛,此电路是极为常见的一个线性三端稳压器扩流电路,我们在实际使用的时候,遇到一些由于没有考虑周全或者说是低级错误的故障,故而开贴让坛子里面的朋友讨论,让以后用到此电路的朋友不至于重蹈覆辙。

  1.  首先说此电源的缺点吧:

  1.1  此电源是线性稳压电路,所有有其特有的内部功率损耗大,全部压降均转换为热量损失了,效率低。

  1.2  由于核心的元件7805的工作速度不太高,所以对于输入电压或者负载电流的急剧变化的响应慢。正电压输出的78××系列,负电压输出的79××系列。其中××表示固定电压输出的数值。如:7805,指输出电压是+5V、+6V、+9V、+12V、+15V、+18V、+24V。79××系列也与之对应,只不过是负电压输出。这类稳压器的最大输出电流为1.5A,塑料封装(TO-220)最大功耗为10W(加散热器);金属壳封装(TO-3)外形,最大功耗为20W(加散热器)。

  1.3  此电路没有加电源保护电路,7805本身有过流和温度保护但是扩流三极管TIP32C没有加保护,所以存在一个很大的缺点,如果7805在保护状态以后,电路的输出会是Vin-Vce, 电路输出超过预期值,这点要特别注意。

  2.  电源的优点。

  2.1 电路简单,稳定。调试方便。

  2.2 价格便宜,适合于对成本要求苛刻的产品。

  2.3 电路中几乎没有产生高频或者低频辐射信号的元件,工作频率低,EMI等方面易于控制。

  3.  说说电路工作原理吧。

  Io = Ioxx + Ic.

  Ioxx = IREG – IQ

  IREG = IR + Ib = IR + Ic/β (β 为TIP32C的电流放大倍数)

  IR = VBE/R1 ( VBE 为 TIP32的基极导通电压)

  所以 Ioxx = IREG – IQ = IR + Ib – IQ

  = VBE/R1 + IC/β- IQ

  由于IQ很小,可略去,则: Ioxx = VBE/R1 + IC/β

  查TIP32C手册,VBE = 1.2V, 其β 可取10

  Ioxx = 1.2/R + Ic/β = 1.2/22 + Ic/10 = 0.0545 + Ic/10 (此处取主贴图中的22 OHM )

  Ic = 10 * (Ioxx – 0.0545 )

  假设Ioxx = 100mA, Ic = 10 * ( 100 - 0.0545 * 1000 ) = 455(mA)

  则Io = Ioxx + Ic = 100 + 455 = 555 mA.

  再假设Ioxx = 200A, Ic = 10 * ( 200 – 0.0545 * 1000 ) = 1955mA

  Io = Ioxx + Ic = 200 + 1955 = 2155mA

  由上面的两个举例可见,输出电流大大的提高了。

  上面的计算很多跟贴都讲述了,仔细推导一番即可。

  3.2 电阻R的大小

  R的大小对调整通过7805的电流有很大的关系,取不同的值带入上式即可看出。

  R越大,则输出同样的电流的情况下流过7805的电流要小些,反之亦然。

  通常这样的电路中,对于扩流三极管TIP32加散热片,而对于7805则无需要,但是R的值不能过大,其条件是: R < VBE /( IREG – IB)。

  3.3 电路中7805输入端的电容的取值是一个错误,前面已经有朋友分析过了,主要是会造成浪涌,在上电的瞬间输出远大于5V,对后续电路造成损坏。 实际使用的时候,为了抑制7805的自激振荡,此电容通常取0.33uF。

  最后有很多朋友都提到散热的问题,这是线性电源本身要考虑的问题,也是缺点,自己想办法解决吧,不是此贴要讨论的主题。

  在使用时必须注意:(VI)和(Vo)之间的关系,以7805为例,该三端稳压器的固定输出电压是5V,而输入电压至少大于8V,这样输入/输出之间有3V的压差。使调整管保证工作在放大区。但压差取得大时,又会增加集成块的功耗,所以,两者应兼顾,即既保证在最大负载电流时调整管不进入饱和,又不致于功耗偏大。

  此电路用在某商用设备上,真正的电路除了电容参数不是100uF以为,和主贴中的参数一样,产品投入市场有几千台,证明是可以使用的。此次之所以开贴讨论是因为同事用在某新型号产品的时候,改变了此电容参数,造成浪涌问题,烧毁了不少外设,故而再次分析。

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