简易可调电源、稳压二极管扩流电路
摘要:射极跟随器电路通过NPN晶体管实现电压跟随,发射极电压比基极低约0.7V。该电路利用电阻分压提供基极电压,但负载变化会影响输出电压稳定性。为获得稳定电源,可采用LDO(带扩流NPN管)或稳压二极管方案。使用稳压二极管时需权衡电阻取值,过大会导致输出电压偏低,过小则增加功耗。这种自制线性稳压电源虽灵活可调,但静态功耗通常高于商用LDO。实际应用中需根据电压、电流需求选择合适的元件参数。
常用的射极跟随器电路如下图,NPN集电极接电源,发射极的电压是跟随着基极电压变化的,但由于晶体管压降,一般会相差0.7V左右。这样只需要在基极提供一个电压Vb和较小的电流Ib,就能在发射极得到Vb-0.7的类似稳压电源,电流就大致等于Ib*β。由于这里是使用的电阻分压,若负载发生变化,Ib发生变化,Vb也会变化,这样输出电压也会不太稳定。


若要一个稳定的电源,可以使用LDO或者稳压二极管来实现。如果用LDO,相当于是给LDO进行扩流。

如上图,SPX1117的输出级就是使用的NPN三极管驱动的。如果要扩流,就在Vout再接一个NPN。
使用稳压二极管也很简单,但需要考虑稳压稳压二极管的功耗,以及静态电流等

这里实测如果Vbus电压较低或者电阻R21太大,会导致Ib的电流不够,由此造成输出端3V3波动,因此R21小一些更好,但R21小,会导致D1稳压二极管的功耗增加,所以需要根据实际使用选择合适的电阻。这里正常的输出电压就是稳压二极管的标称值-0.7。但如果R21偏大的话,实际输出电压可能偏低。
这个电路相当于手搓一个线性稳压电源,输入输出的电压和输出的功率都可以自己调整,缺点就是静态功耗可能会比商用的LDO偏高。
如果需要精准的稳压和限流,可以加一级运放进行电压反馈,然后再加一级进行电流反馈。
如下图,就是同理制作的带可调电压和限流阈值的线性稳压电路。U1用作电压反馈,驱动Q1再驱动Q2Q3Q7,若运放输出电流足够大,可以直接用来驱动Q2Q3Q7,这样压降会更小一些,并且电压反馈的运放最好使用轨到轨输出的。U2.1U2.2分别采集采样电阻的电压并放大,通过R8调节,也就是限流调节,当电流增大,U2.2输出的电压也会增大,同时作用于Q4上,并使U1减小电压输出,达到电流限制的作用。

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