常用扩流电路分析

 

方案一：

图 1

如图 1 所示，此电路为较为常用的扩流电路，对此电路分析如下：

Io = Ioxx + Ic.
Ioxx = IREG – IQ ( IQ 为稳压芯片的静态工作电流 , 通常为 4-8mA)
IREG = IR + Ib = IR + Ic/β (β 为功率管的电流放大倍数 )
IR = VBE/R1 ( VBE 为 功率管的基极导通电压 )

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

以 TIP32C 作为功率管为例，查技术手册可得 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 R 为 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

由此可见输出电流大大的提高了。

本电路优点是结构简单、稳定、易于调试，缺点是此电路为线性稳压电路，内部功率损耗较大，效率较低，电路缺乏有效保护。本电路中使用的功率管为 PNP 型，较大功率的不太好找。

如果所需的功率仍然不够可以采用多只功率管并联，两只功率管并联扩流的电路图如图 2 所示：

图 2

方案二：

图 3

         如图 3 所示，此电路为采用了 NPN 型功率管的扩流电路，基本原理与方案一所示电路相同这里不再赘述，和方案一相比由于采用 NPN 型功率管在选型上更为丰富，缺点稳压芯片的采样电阻没有直接连接在整个稳压电路的输出端，会使稳压电源的稳定性有所降低。

方案三：

图 3

在本电路中，扩流取样电阻（ R4 ）移到了稳压器的输入端，因此扩流管的输出端直接与稳压器的输出端并接。于是本电路的优点是稳压性能好。缺点是大功率的 PNP 型难找，需要一只小功率的 PNP 管与另外一只大功率的 NPN 型大功率管组成复合管，使得电路比较复杂。

图中的三极管 Q3 与电阻 R3R4 组成了扩流管的限流保护电路。限流电流的工作原理很简单：当输出电流大于设定安全值时，在取样电阻 R1//R2 上电压降增 大到使三极管 Q2 导通，对扩流管 Q1 的基极电流分流，从而使其发射极（负载）电流不在增大，实现了保护。当负载电流减小后， Q2 恢复到常态（截止状态）。