[分享] 输出限流电路的分析

yulzhu   2010-3-1 13:05 楼主
首先是输出电流曲线示意图如下(待数字验证):

保护的条件为Rlm上的电压达到开启电压,实际上由于Veb和Rlm本身的变化,限制的范围如图:

可以发现,在管子不同的温度下,电流的保护就取决于环境温度了,实际上这是很麻烦的事情。
注意Q2的发热实质上并不高,其功率可转换为:

因此Q2自身的发热并不多,因此Q2在环境温度-40degC~85degC之内会随着环境发生Veb巨大变化。
计算变化时的RL
当限流的时候,由于电压低偏移等因素,带载荷的能力也不尽相同:

继续分析在一定条件下,输出电流随RL变化的情况:




我计算出来的结果,甚至Io要比临界点要小一些

以上为电流的分析。

功耗的分析,实际上在Q3管处于饱和状态的时候功耗并不大

随着RL的继续减小,Q3的功耗极具上升,最先破坏的就是Q3管。在高温下,短路较长时间就会导致管子的损坏。

事实上,Rlm的功耗较大,需要选择较大封装的电阻,1206的就可以了。

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输出限流电路

输出限流电路
今天遇到一个三极管的小功率输出电路,看了一眼,又查了一下网上相类似的有一个
http://www.dzsc.com/dzbbs/20050711/200765182030250791.html

tuwen的第二个电路与此类似,偶就分析一下此电路功能和范围吧。

偶的分析:

三个三级管:
Q1:控制二极管,控制输出,由于接口的电压可能和输出电压不同,因此需要这一级来进行电压转换,一般Q1需要选择内部有限流电阻的三极管。
Q2:这个二极管就是用来限流的,基本原理是当R2的电压降大于Q2的Veb的时候,Q2导通,导致Q3的Ib变小,使得Q3从饱和状态到线性区,降低了Q3的输出能力,才能完成电路的功能。
Q3:主三极管,这个三极管就是传递功率的开关,正常的情况下发热较严重,需要验证Q3的发热情况,因此也需要Q2对它的输出能力进行限制。
电阻:
R1反馈电阻,需要慎重选择。
R2和R3都是分压电阻,当限流与否的时候模型图是不同的,一般R3要远小于R2。
电流小的时候:
Q1的状态肯定是在饱和状态,因此电流小的时候的公式为:
(V.batt-V.1)/R2=I.eb_Q3+(V.1-V.ce_Q1-Vgoff)/R3
(V.batt-V.2)/R2=I.eb_Q3+(V.2-V.ce_Q3)/RL
I.ec_Q3=(V.2-V.ce_Q3)/RL
X(Ic/Ib)=I.ec_Q3/I.eb_Q3
参量较多,不太好解,其中
V.1是节点1电压
V.2是节点2电压
如果X(Ic/Ib)<30,则Q3进入饱和状态
注意Q2截至的条件(V.batt-V.2)

电流大的时候:
V.ec_Q2/R2+I.ec_Q2=(V.batt-V.ec_Q2-Vgoff)/R3+I.eb_Q3
I.eb_Q2+(V.eb_Q2)/R1=(V.batt-V.ec_Q3-V.eb_Q2)/RL+I.eb_Q3
主要注意的是V.eb_Q2/R1大概等同于限流值,因此需要仔细选择R1的值
I.ec_Q3=(V.batt-V.ec_Q3-V.eb_Q2)/RL
X3(Ic/Ib)=I.ec_Q3/I.eb_Q3
X2(Ic/Ib)=I.ec_Q2/I.eb_Q2
点赞  2010-3-1 13:06
建议楼主编辑成图文并茂的更容易看些
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点赞  2010-3-1 13:31

看附件吧

编辑器来太麻烦了
点赞  2010-3-1 13:35
今天遇到一个三极管的小功率输出电路,看了一眼,又查了一下网上相类似的有一个
http://www.dzsc.com/dzbbs/20050711/200765182030250791.html
图片1.jpg
tuwen的第二个电路与此类似,偶就分析一下此电路功能和范围吧。

偶的分析:
图片2.jpg
三个三级管:
Q1:控制二极管,控制输出,由于接口的电压可能和输出电压不同,因此需要这一级来进行电压转换,一般Q1需要选择内部有限流电阻的三极管。
Q2:这个二极管就是用来限流的,基本原理是当R2的电压降大于Q2Veb的时候,Q2导通,导致Q3Ib变小,使得Q3从饱和状态到线性区,降低了Q3的输出能力,才能完成电路的功能。
Q3:主三极管,这个三极管就是传递功率的开关,正常的情况下发热较严重,需要验证Q3的发热情况,因此也需要Q2对它的输出能力进行限制。
电阻:
R1反馈电阻,需要慎重选择。
R2R3都是分压电阻,当限流与否的时候模型图是不同的,一般R3要远小于R2
电流小的时候:
Q1的状态肯定是在饱和状态,因此电流小的时候的公式为:
(V.batt-V.1)/R2=I.eb_Q3+(V.1-V.ce_Q1-Vgoff)/R3
(V.batt-V.2)/R2=I.eb_Q3+(V.2-V.ce_Q3)/RL
I.ec_Q3=(V.2-V.ce_Q3)/RL
X(Ic/Ib)=I.ec_Q3/I.eb_Q3
参量较多,不太好解,其中
V.1是节点1电压
V.2是节点2电压
如果X(Ic/Ib)<30,Q3进入饱和状态
注意Q2截至的条件(V.batt-V.2)


呵呵,帮楼主弄一个图文并茂的。
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点赞  2010-3-1 13:36
呵呵,呵呵
点赞  2010-3-2 00:36
你用这个电路做什么用呢?
点赞  2010-3-3 22:24

驱动LED

车上驱动LED指示灯
点赞  2010-3-4 10:53
那你不如做个电流源,也不复杂,损耗也小。
点赞  2010-3-4 13:06
不错,挺详细的,顶一下了!!!!
点赞  2010-3-4 21:30

有损耗不小的电流源么?

哪种结构的?
点赞  2010-3-5 00:00
看了有点头疼,思路比较杂,呵呵。我是新人直接讲的啊,呵呵
点赞  2010-3-8 15:50

同样一个问题

10路的话,成本差距是非常大,一块运放符合AECQ汽车级的奖金0.2美金,这样的设计要杀人的,不说第一个芯片LT的天价
点赞  2010-3-9 09:12
如果实在追求成本那就只能这样咯。不过尽量减小电阻的阻值吧。
点赞  2010-3-9 11:00
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