晶體管穩壓電路解析

本文介紹的晶體管低壓差穩壓器電路原理可用于從3V及以上獲得穩定的輸出電壓，例如5V、8V、9V、12V等，壓差極低至0.1V。

例如，如果采用建議的5VLDO電路，即使輸入電源低至5.5V，它仍將繼續產生恒定的1V輸出。

優于78XX調壓閥

對于標準7805穩壓器，我們發現它們必須至少需要7V才能產生精確的5V輸出，依此類推。這意味著壓差電平為2V，看起來非常高，不適合許多應用。

下面解釋的LDO概念可以被認為比流行的78XX穩壓器（如7805、7812等）更好，因為它們不要求輸入電源比預期輸出電平高2V，而是可以使用輸入2%以內的輸出。

事實上，對于所有線性穩壓器，如78XX或LM317、338等，輸入電源必須比固定穩定輸出高2至3V。

設計5V低壓差穩壓器

注意：請在Q1基極和Q1集電極之間添加一個2K電阻

上圖顯示了一個簡單的低壓差5V穩壓器設計，即使輸入電源降至5.5V以下，也能為您提供適當的2V穩定電壓。

穩壓器的工作原理其實很簡單，Q1和Q2組成一個簡單的高增益共發射極電源開關，允許電壓以低壓差從輸入傳遞到輸出。

Q3與齊納二極管和R2一起工作，就像一個基本的反饋網絡，將輸出調節到相當于齊納二極管值的值（近似值）。

這也意味著，通過改變齊納電壓值，輸出電壓可以根據需要相應地改變。這是該設計的另一個優勢，因為它使用戶能夠自定義固定78XXIC無法提供的非標準輸出值

設計12V低壓差穩壓器

注意：請在Q1基極和Q1集電極之間添加一個2K電阻

如上一節所述，僅更改齊納值即可將輸出更改為所需的穩定電平。在上述12VLDO電路中，我們將齊納二極管替換為12V齊納二極管，通過12.12V至3V輸入獲得20V穩壓輸出。

當前規格。

這些LDO設計的電流輸出將取決于R1的值，以及Q1、Q2的電流處理能力。R1的指示值將允許最大200mA，可以通過適當降低R1的值將其增加到更高的安培。

為確保最佳性能，請確保Q1和Q2指定為高hFE，至少為50。此外，與Q1晶體管一起，Q2也必須是功率晶體管，因為它在此過程中也可能有點熱。

短路保護

所解釋的低壓降電路的一個明顯缺點是缺乏短路保護，這通常是大多數普通固定穩壓器的標準內置功能。

不過，可以通過包括一個使用Q4和Rx的限流級來添加該功能，如下所示：

注意：請在Q1基極和Q1集電極之間添加一個2K電阻

當電流增加超過預定限值時，Rx兩端的壓降變得足夠高，以開啟Q4，從而開始將Q2基極接地。這導致Q1、Q2導通受到高度限制，輸出電壓關斷，直到電流消耗恢復到正常水平。

具有軟啟動功能的低壓降晶體管穩壓器

這款僅使用幾個晶體管的高增益穩壓器具有優于廣泛使用的多個發射極跟隨器變體的質量。

該電路已在30瓦立體聲放大器中進行了嘗試，該放大器嚴格要求高度穩壓的電源和輸出電壓，只要電路最初上電，輸出電壓就可以緩慢而逐漸地從零伏爬升到最大值。

功率放大器的軟啟動計劃（約2秒）有助于2000uF輸出電容充電，而不會觸發輸出晶體管內的過多集電極電流。

正常穩壓器輸出阻抗為0.1歐姆。輸出電壓由以下公式求解：

VO=VZ-VBE1。

輸出電壓的上升時間通過以下公式計算來計算：

T=RB。C1（1-Vz/V）。

許多數字設備需要為其電源預設開關順序。通過建立適當的RB/C1值，可以固定電路輸出的上升時間，以提供該序列或延遲間隔。

可調LDO電路

如原理圖中所示，負載連接到串聯晶體管T4的集電極引腳。這表明這個特定的晶體管可能會硬接成飽和，導致發射極和集電極之間的電壓只是一個極小的飽和電壓。該特定電壓電平自然取決于電流規格和晶體管的類型。

零件清單

R1=1.2歐姆

R2=10k

R3=470歐姆

R4=1.2k

R5=560歐姆

R6=1.6歐姆

P1=預設500歐姆

C1=10uF/25V

T1，T3=BC557

T2=BC547

T4=BD438

LED=紅色20mA5mm

在所討論的設計中，考慮到0.5A的最佳電流，壓降可能很難達到0.2V.再加上R6附近的壓降，這是限流所必需的。當R0兩端約5.6V時，T3開始導通并限制輸出電流。LEDD1具有多種功能，它既可用作指示器，也可用作基準電壓二極管，以便在T1的發射極上箝位5.1V至6.1V參考電平。

T1的基極驅動電流來自分壓器，分壓器涉及R4、P1和R5。關于基準電壓電平和輸出電壓電平之間的差異，T1緩慢開始導通。

T2也發生了完全相同的情況，它為T4提供了或多或少的基本驅動器。電容C1的功能是濾除輸出級。您可以輕松地將BD438與其他流行品牌（例如BD136，BD138和BD140等）重新搭配。

話雖如此，這些晶體管可能具有相當高的飽和電壓。需要注意的是，由于D1的工作方式類似于參考源，因此應該是紅色LED，其他顏色的LED可能具有其他壓降規格。

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