電路分析：兩個(gè)三極管搭建的24V轉(zhuǎn)12V案例

今天跟大家探討一下技術(shù)群里一位小伙伴發(fā)出來(lái)的電路。

電路如下圖所示：

圖1 電路圖

兩個(gè)NPN三極管搭建的直流降壓穩(wěn)壓電源（至于為什么能夠穩(wěn)壓，可以參照我前面發(fā)的文章《這兩個(gè)三極管是怎么做到恒流的？一起來(lái)分析一下》 ）輸入電壓DC24V，經(jīng)過(guò)三極管Q1本身承受一定的壓降后，輸出電壓Vo。

這里要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)一下Q1和Q2的工作狀態(tài)，它們都只能工作在放大狀態(tài)，為什么呢？

這個(gè)電路的目的是降壓，所以Q1不可能工作在飽和狀態(tài)，否則Vo=Vin=24V，就起不到想要的效果。Q2也不可能工作在飽和狀態(tài)。

電阻R3的作用是給穩(wěn)壓管D1提供一定的電流，讓三極管Q2的基極電壓一直處于5.6V的穩(wěn)壓狀態(tài)。

電阻R2的作用是為三極管的基極提供一定的偏置電壓。

小伙伴們提出如下問(wèn)題：

問(wèn)題1：為啥我算出來(lái)10.5V不對(duì)？

問(wèn)題2：輸出電壓是多少？怎么算的？

問(wèn)題3：把R2調(diào)大，輸出電壓為什么減小了呢？

咱們來(lái)一 一解答：

問(wèn)題1：為啥我算出來(lái)10.5V不對(duì)？

答：10.5V是怎么來(lái)的呢？很多朋友可能是這樣算的：通過(guò)穩(wěn)壓管為5.6V電壓，可以求出三極管Q2的基極電壓為：

R4的電流可算出：

輸出電壓：

看起來(lái)好像沒(méi)啥問(wèn)題，但忽略了一點(diǎn)，把三極管Q2的基極電流給忽略了。

正確應(yīng)該是：

所以，電阻R1和R4通過(guò)的電流實(shí)際上是不一樣的。這種算法是不對(duì)的，所以10.5V的結(jié)果也是不對(duì)的。

圖2 三極管Q2的基極電流

問(wèn)題2：輸出電壓是多少？怎么算的？

答：為了便于描述，我將各支路進(jìn)行了標(biāo)號(hào)，如下圖所示：

圖3 為方便計(jì)算，將各支路編號(hào)

計(jì)算如下：

對(duì)于三極管Q2：

三極管Q2基極電壓被鉗位，所以其基極電壓為:

......①

......②

......③

聯(lián)立①②③得

......④

對(duì)于三極管Q1：

忽略三極管基極的電流（本身流過(guò)的電流較?。?/p>

利用Ic=β*Ib得：

假設(shè)放大倍數(shù)β=100，則：

......⑤

由于Q1的基極電壓被三極管鉗位，所以其基極電壓為Vo+0.7V，

......⑥

......⑦

根據(jù)④和⑦相等，可以求出：

問(wèn)題3：把R2調(diào)大，輸出電壓為什么減小了呢？

圖4 Q1基極電流走向

如上圖箭頭所示，我的理解是：三極管Q1的基極電流是由主電流R2所在回路分流得來(lái)的，即：IR2=Ib(Q1)+I8，電阻R2越大，基極通過(guò)的電流就越小，放大倍數(shù)越小，三極管的CE等效電阻就越大，本身承受的壓降就越大，所以輸出電壓就會(huì)減小。反之增大。

咱們?cè)賮?lái)仿真一下，仿真結(jié)果也是11.6V。

圖5 電路仿真

寫(xiě)在最后：

這個(gè)電路從24V降壓到12V，壓降比較大，工作效率低，我們一般不建議這樣操作。這么大的壓降，我們一般用DC-DC電源，如果負(fù)載對(duì)紋波要求比較高，我們一般在DC-DC后面再加一個(gè)三端穩(wěn)壓。