【任務】三端穩(wěn)壓器(比如7805)輸出電壓通常要供給多個芯片,當其中一個芯片短路時勢必導致穩(wěn)壓器輸出短路,從而導致連鎖短路,使大面積電路工作失效或損壞。試設計一個穩(wěn)壓器輸出短路保護電路。
【構思】7805的“全素”應用電路如下,我們從這個最基本的電路開始構建短路保護電路。

當輸出短路時,通過7805的電流猛增,我們的目標是使使這個電流降下來,從而保護7805使其不至因熱擊穿而損壞。聯(lián)想到串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的大功率調整管具有隨電流機動分壓的作用,我們不妨在7805的輸入端串入一個PNP調整管(顯然,發(fā)射極應接電源輸入端Ui,集電極接7805的輸入端):

接下來我們要實現(xiàn):當主回路(Ui到Uo)電流大增時,調整管Q1導通程度下降(相當于Q1的EC極之間壓降增大),從而使7805輸入電壓下降,相應地限制其輸出。這相當于減小Q1的EB極間電壓。我們可照葫蘆畫瓢,在Q1的EC極之間跨接一個新的小功率的“調整管”Q2來動態(tài)調節(jié)電壓(顯然,Q2發(fā)射極應接電源輸入端Ui,集電極接Q1的B極)

為使Q2工作在線性調整狀態(tài),B極電壓應低于E極電壓,且EB壓差應接近開啟電壓(約0.7V)。一方面,要通過回路電流來控制電路輸出,因此要采樣這個電流,我們不妨使用電流取樣電阻;另一方面,這個取樣電阻上的電壓可用來控制Q2的導通程度,電流越大,電阻上的壓降越大,Q2導通程度越高,從而使Q1導通程度減小,U1輸入電壓及電流減小。由此可知,電流取樣電阻RS應與Q2的EB并聯(lián):

為保護Q1(不至過流損壞發(fā)射結)并使其工作在線性狀態(tài),應在其基極串接一個電阻:

Q1、Q2對電路的尖峰、毛刺、波動比較敏感,為了防止出現(xiàn)“誤保護”,應在U1的輸入輸出端接“消振”電容(容值一小一大兩個電容):

以上元件的參數(shù)選擇計算,在下一篇詳述。
電子發(fā)燒友App
































評論