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三极管线性稳压电路分析

一、前言

请问大家一个问题:大家如果做过DCDC的项目,12V转成5V,一般会用什么方案去做呢?

多数人选择LDO去实现降压,比如常见的长晶的CJ7805,太矽TX7550,圣邦微SGM2205,矽力杰PW6206等等。那么如果使用分立器件搭建LDO的话,成本相对来说更便宜,电路搭建简单。

下面分享一下分立元件三极管搭建的LDO,相信做开关电源的朋友见到过这个电路。

先说一下核心原理:

1、稳压管提供基准电压:如5.6V,三极管的基极电压固定为Vz(稳压管击穿电压);

2、射极跟随输出输出电压Vout=Vz-Vbe(硅管Vbe压降一般在0.7V左右),能够实现12V转5V功能;

3、动态调整当输出负载或输入电压变化时,通过调整Vce的变化可以维持输出电压的稳定(KVL定律)。

二、电路引入

如果我们想单纯实现降压,那么电阻就可以实现分压,但是带来的是电阻会产生功耗,不利于长期稳压工作。

那么有人会想到稳压管实现降压,只要提供击穿电流,工作在击穿区就能实现稳压效果,但是稳压管的缺点是功率小,比如BZT52B5V6只有500mW,所以我们在稳压管选型的时候,要考虑最严苛的情况下,负载电流全部加到稳压管上,根据P=Vz*Io算出功耗,并且考虑长期稳定工作的话,一般要降额80%。如果负载电流比较大的话,那么我们选择的稳压管功率更大,意味着封装也会更大,成本升高,占用PCB更多空间。

针对这个问题,有前辈对此做出优化,既然稳压管面对大电流的情况下歇菜了,那能不能使用三极管控制大电流呢?我们知道三极管属于电流控制型元件,核心就是小电流控制大电流,所以就出现了三极管+稳压二极管的线性稳压方案。

这种方案有什么好处?

第一,引入三极管作为反馈元件,它可以实时监测输出,调节Vce的变化,维持输出电压的稳定;

第二,三极管工作在线性放大区,小电流控制大电流可以提供更大的输出电流的能力,解决稳压管在电流选型上的问题。

那么稳压二极管的稳压条件是齐纳电流Iz至少要大于1mA,这个电流由12V电源供电,我们选用一个电阻进行限流。这里1mA电流要求是因为稳压二极管制造工艺决定击穿特性存在一个齐纳电流,多数通用的稳压管齐纳电流在1-5mA范围,所以至少大于1mA的工作电流,稳压管才能实现稳压。

如果要加入一个限流电阻,是串联还是并联实现限流?

由于输入电流和输出电流相等,一旦流过大电流的话,回路中串联电阻会增加输入回路的损耗,所以我们采用并联电阻在三极管和稳压管上。

另外输入输出电压防止电压的波动,还要在加上滤波电容,通常是电解电容。这样我们就得到了一个基本的三极管线性稳压电路。

三、工作原理

电源12V上电,通过限流电阻R2使得稳压二极管反向击穿,此时稳压管击穿电压Vz=5.6V,使得三极管基极-发射极压降Vbe>0.7V,NPN三极管导通,根据基尔霍夫电压定律,输出电压Vo=Vz-Vbe,所以可知输出电压和稳压管之间差一个三极管Vbe压降。
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2025-08-06 11:23

这个稳压电路很简捷哟。在稳压管上并个电容输出纹波会小。

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2025-08-06 13:12

此电路可用于要求不高的小电流场所,负载电流稍大时三极管发热严重

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Xiachime
LV.1
4
2025-08-17 09:42

把我搞晕了,这与小时候学的串联稳压电路不是一样吗?咋被你说的如此高大上了。

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dwwzl
LV.5
5
2025-08-22 09:53

很好的电路,这个电路的思路就是把栅极点位抬高,钳位。以前经常使用7805+稳压管做成自个想要的电压输出。

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