标签: 短路保护的三极管

今天做了一个关于电机短路保护的电路，参考了经典电路： 这是一个自锁的保护电路， 短路时： Q3 极被拉低， Q2 导通，形成自锁，迫使 Q3 截止， Q3 截至后面负载没有电压，这时有没有负载已经没有关系了，所以即使拿掉负载也不会有输出。要想拿掉负载后恢复输出，可以在 Q3 得 C E 结上接一个电阻，取 1K 左右。 C2 和 c3 很重要，在自锁后，重启电路就靠这两个电容，否则启动失败。原理是上电时，电容两端电压不能突变， C2 使得 Q2 基极在上电瞬间保持高电平，使得 Q2 不导通。 C3 则使得上电瞬间 Q3 基极保持低电平，使得 Q3 导通 Vout 有电压。这样 R5 位高电平，锁住导通。 但我在引用时就出了问题：我想当然的把 R4 用了一个 1K 。问题来了： VOUT 带载能力变差。 原因是： R4 变小， Q2 的 Ib 变大，以至 Q2 变得更容易导通。也就把 Q3 拉低了。 那么深究其原因：我们该怎么计算各元件的取值呢， 为了好计算， R3 取 1k ， 假设 VCC=5v ，考虑电压会被拉低，则 VCC 在短路时取 4.5V, 要使得 Q3 截止，则 Q3 的基极取大于等于 3.9V. 接着求 Q3 的 Ic=3.9/1K=3.9ma 。 Q3 Q2 用 8550 ，查找规格书（小心网上有的是不对的）。 取其任意一个算的 B 值（出入不大） B=200 ， 接着求 Q2 的 IB=3.9/200=0.0195MA 。 要使得 Q2 导通，则 Q2 的基极电压为 4.5-0.6=3.9 。 Q2 的基极电压有了，电流也有了，则 R4=3.9/0.0195=200K 当然 R4 取 10k 也是可以的，只是 Q2 的 Ib 偏置电流较大。 IC 的电流也月大，使得 R3 电压上升约块， Q3 的基极电压越容易被拉高，所以 R4 是调节灵敏度的。 这是其 1 ，最关键的是 R3 ，想要 Q3 进入截止，则 Q2 的状态决定， R3 越大，则 Q2 的 IC 越小， Q2 越容易进入饱和状态。 这里理解起来有些抽象，那我就具体的画个图，就很好理解了。在三极管截止的时候 CE 两端的电压是最大的，我们设为 4.5V ，在 IB 逐渐加大的过程中， VCE 在逐渐变小，而饱和状态下的 Ic 是由 RC 决定的，请看图： 负载（ RC ）越小饱和电流越大， VCE 约大，则从 4.5V 到 VCE 饱和电压差越小，其导通时间越小， 最重要的是，相应的 VR3=4.5-VCE( 饱和 ) ， VR3 两端电压越小，当小到无法达到 3.9V 时 Q3 也就不能截止了。这是关于 R3 对灵敏度的影响原因。 再看 R4 的影响： 在 Q2 截止的时候， Q2 的基极是由电流的，而这个电流就是从 E 极流过 R4 和 R5 到地。 Q2 的基极电流 IB 在这个初始电流的基础上逐渐加大，从上图绿色线看出，知道到了与红色线垂直的红色线，就到了 Q2 的保护基极电流 IB （ sta ）。 所以初始基极电流 IB 越大，上升上升到饱和基极电流 IB （ sta ）越快。