稳压器输出短路保护电路设计(一)

【任务】三端稳压器(比如7805)输出电压通常要供给多个芯片,当其中一个芯片短路时势必导致稳压器输出短路,从而导致连锁短路,使大面积电路工作失效或损坏。试设计一个稳压器输出短路保护电路。
【构思】7805的“全素”应用电路如下,我们从这个最基本的电路开始构建短路保护电路。
当输出短路时,通过7805的电流猛增,我们的目标是使使这个电流降下来,从而保护7805使其不至因热击穿而损坏。联想到串联型稳压电源的大功率调整管具有随电流机动分压的作用,我们不妨在7805的输入端串入一个pnp调整管(显然,发射极应接电源输入端ui,集电极接7805的输入端):
接下来我们要实现:当主回路(ui到uo)电流大增时,调整管q1导通程度下降(相当于q1的ec极之间压降增大),从而使7805输入电压下降,相应地限制其输出。这相当于减小q1的eb极间电压。我们可照葫芦画瓢,在q1的ec极之间跨接一个新的小功率的“调整管”q2来动态调节电压(显然,q2发射极应接电源输入端ui,集电极接q1的b极)
为使q2工作在线性调整状态,b极电压应低于e极电压,且eb压差应接近开启电压(约0.7v)。一方面,要通过回路电流来控制电路输出,因此要采样这个电流,我们不妨使用电流取样电阻;另一方面,这个取样电阻上的电压可用来控制q2的导通程度,电流越大,电阻上的压降越大,q2导通程度越高,从而使q1导通程度减小,u1输入电压及电流减小。由此可知,电流取样电阻rs应与q2的eb并联:
为保护q1(不至过流损坏发射结)并使其工作在线性状态,应在其基极串接一个电阻:
q1、q2对电路的尖峰、毛刺、波动比较敏感,为了防止出现“误保护”,应在u1的输入输出端接“消振”电容(容值一小一大两个电容):
以上元件的参数选择计算,在下一篇详述。

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