5v穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)

在這篇文章中，我們將學(xué)習(xí)從更高的電壓源（例如3V或不帶IC的3V電源）制作5V,12V，24V穩(wěn)壓器電路。

線性集成電路

通常，使用線性IC（例如78XX系列穩(wěn)壓器IC或降壓轉(zhuǎn)換器）從較高電壓源獲得降壓。

上述兩種選擇都可能是昂貴和/或復(fù)雜的選項(xiàng)，用于快速獲得特定應(yīng)用的特定所需電壓。

齊納二極管

齊納二極管在從較高電源實(shí)現(xiàn)較低電壓時(shí)也很有用，但是您無(wú)法從齊納二極管電壓鉗位獲得足夠的電流。這是因?yàn)辇R納二極管通常涉及一個(gè)高阻值電阻器，以保護(hù)自身免受高電流的影響，這將更高電流流向輸出的通道限制在僅毫安，這對(duì)于相關(guān)負(fù)載來(lái)說(shuō)大多是不夠的。

從給定的更高電壓源獲得3.3V或5V調(diào)節(jié)或任何其他所需值的快速而干凈的方法是使用串聯(lián)二極管，如下圖所示。

使用整流二極管壓降

在上圖中，我們可以看到大約 10 個(gè)二極管用于在極端端獲取 3V 輸出，而其他相應(yīng)的值也可以在相關(guān)壓降二極管上以 4.2v、5v 和 6V

電平的形式看到。

我們知道，通常整流二極管的特性是自身兩端的壓降約為0.6V，這意味著在二極管陽(yáng)極饋電的任何電位都將在其陰極產(chǎn)生一個(gè)輸出，該輸出通常比其陽(yáng)極的輸入低約0.6V。

我們利用上述特性，以便在給定的較高電源下實(shí)現(xiàn)指示的較低電壓電位。

使用 1N4007 二極管提供 1 A 電流

圖中顯示了1N4007二極管，其輸出電流可能不超過(guò)100mA，盡管1N4007二極管的額定電流高達(dá)1安培，但需要確保二極管不會(huì)開始預(yù)熱，否則將導(dǎo)致更高的電壓被允許通過(guò)。

因?yàn)楫?dāng)二極管加熱時(shí)，其兩端的額定壓降開始向零下降，這就是為什么上述設(shè)計(jì)的最大電流不應(yīng)超過(guò)100mA，以防止過(guò)熱并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的最佳響應(yīng)。

對(duì)于更高的電流，可以選擇更高額定值的二極管，例如 1N5408（最大 0.5 安培）或 6A4（最大 2 安培）等。

上述設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是它不能在輸出端產(chǎn)生準(zhǔn)確的電位值，因此可能不適合可能需要定制基準(zhǔn)電壓源的應(yīng)用，或者負(fù)載參數(shù)對(duì)其電壓規(guī)格至關(guān)重要的應(yīng)用。

對(duì)于此類應(yīng)用程序，以下配置可能變得非?？扇『陀杏茫?/p>

使用發(fā)射器跟隨器 BJT

上圖顯示了使用BJT和幾個(gè)電阻的簡(jiǎn)單發(fā)射極跟隨器配置。

這個(gè)想法是不言自明的，這里的電位器用于將輸出調(diào)整到任何所需的電平，從3V或更低到最大饋電輸入電平，盡管最大可用輸出始終小于施加的輸入電壓0.6V。

集成BJT來(lái)制作3.3V或5V穩(wěn)壓器電路的優(yōu)勢(shì)在于，它使您能夠使用最少數(shù)量的元件實(shí)現(xiàn)任何所需的電壓。

它還允許在輸出端使用更高的電流負(fù)載，此外，輸入電壓沒(méi)有限制，可以根據(jù)BJT的處理能力和電阻值的一些小調(diào)整來(lái)增加。

在給定的示例中，可以看到12V至24V的輸入，只需輕彈隨附電位計(jì)的旋鈕即可將其調(diào)整為任何所需的電平，例如3.3V，6V，9V，12V，15V，18V，20V或任何其他中間值。

5V 穩(wěn)定穩(wěn)壓器

5V晶體管穩(wěn)壓器電路的工作原理如下。

連接在晶體管BD1的集電極/基極之間的131k電阻通常意味著BD131始終保持導(dǎo)通模式。

然而，4.3 V 齊納二極管 ZD1 將晶體管 2N697 的基極電壓箝位至比 BJT BD4 的發(fā)射極電壓低約 3.131 伏。2N697

的基極電壓相對(duì)于其發(fā)射極電壓達(dá)到約 0.6 V 正極，即開始導(dǎo)通，此時(shí) BD131 發(fā)射極達(dá)到約 4.9 V 正電位。

此時(shí)的升高電壓允許更多的電流流過(guò)2N697（導(dǎo)電晶體管底部每上升80

mV，集電極電流就會(huì)增加10倍），導(dǎo)致晶體管通過(guò)lk電阻吸收更多電流，從而降低BD131的基極/發(fā)射極電壓。

通過(guò)這樣做，電路可確保在大約4.9 V - 5.0 V下適當(dāng)穩(wěn)定。另一個(gè)齊納二極管ZD2的值為5.6

V，用于在BD131故障導(dǎo)致短路的情況下進(jìn)行安全定位。在這種情況下，ZD2 可能會(huì)吸收多余的電流，直到保險(xiǎn)絲熔斷。如果電路使用電池供電，則500

mA保險(xiǎn)絲應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題。