原创 一个线性三端稳压器扩流电路

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.所以散热问题要特别注意.
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.
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(几乎不用调试).
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 ( IQ 为7805的静态工作电流,通常为4-8mA)
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(多数常见的spec.均推荐此参数)

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.

此电路本人用在某商用设备上,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