21帖和25帖中,有工作原理介紹~
【設計大賽】用三極管做 dc-dc Buck
參賽類型:開關電源
用三極管做一款dc-dc Buck 線路,比較適合初學者 DIY。有興趣的朋友可以動手搭一下玩玩 ~ 線路簡單,成本也很低。
初初搭這個電路的時候,沒有想到輸出能帶1A的負載。而且,不論帶載能力,還是效率都比MC34063要高。空載時的輸入電流極低,只有不到0.5mA。似乎很少有 IC 能做到這么低。
這個線路的不足是輸出電壓的負載調整率差一些,看看有沒有什么辦法改進一下 ~
Input = 12V
Output = 5.2V / 1A
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有的朋友可能不是很清楚這個線路的工作原理,來簡單介紹一下。不一定對,歡迎大家批評指正 ~
一 Q1導通的時候:
(1)L1上的電流增加,同時輸出的電壓也升高。此時Q2導通,為Q1提供足夠的基極電流。
(2)隨著輸出電壓的升高,Q2的 Vbe逐漸下降(Vb點的電壓由于穩壓管D2的存在不能超過6V2), Q2 的Ice(也就是Q1的Ib)也隨之下降。
(3)當Q1的Ib減小到不足以使Q1完全導通的時候,Vce變大。A點的電壓下降一點點。這一點點的電壓下降使得電容C2放電,放電方向如圖所示。
(4)C2的放電使得Q2的基極電壓Vb下降,Ice隨之減少。Q1的導通進一步變差,A點的電壓也進一步下降。
(5)如此的反饋導致Q1,Q2迅速關斷,A點電壓下降到0V附近。由于C2的放電,把Q2的基極電壓Vb拉低1-2V。 圖中綠色為A點電壓,紅色為Q2的Vb,藍色為電感上的電流。
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@mko145
負載調整率比較差也并不一定完全是因為穩壓管的電壓不夠穩定。請參看負載500mA時的waveform,其中黃色線為輸出電壓,藍色為Q2的Vb。從圖上看Vbe有大概0.8V,而不是0.6~0.7V.也就是說輸出電壓的變化有可能是Vbe的變化導致的~由于手上只有500mA的waveform,沒有辦法比較。[圖片]
負載調整率是有VBE的關系。那也是帶到500MA就要下降0.8V了,如果你在帶到1A就會下降更多了,因為你的VB固定了在6.2V,那么你空載載時就輸出6.2V,由于PN結有0.6-0.7V的壓降差,那么帶上一定的負載就會下降0.6-0.7,帶再高的負載輸出電壓在不變下,輸出功率不變下,負載加大,那么電壓就會下來了,P=UI,總P不變時I增大那么U自然就下來,如果加入TL431做動態調整,那么U=P/I,比如動態調整率達到100%,即U不變,那么I增大,P就會增大,所以想啟用三極管的最大功率就要加入動態調整率。
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@mko145
有的朋友可能不是很清楚這個線路的工作原理,來簡單介紹一下。不一定對,歡迎大家批評指正~一Q1導通的時候:(1)L1上的電流增加,同時輸出的電壓也升高。此時Q2導通,為Q1提供足夠的基極電流。(2)隨著輸出電壓的升高,Q2的Vbe逐漸下降(Vb點的電壓由于穩壓管D2的存在不能超過6V2),Q2的Ice(也就是Q1的Ib)也隨之下降。(3)當Q1的Ib減小到不足以使Q1完全導通的時候,Vce變大。A點的電壓下降一點點。這一點點的電壓下降使得電容C2放電,放電方向如圖所示。(4)C2的放電使得Q2的基極電壓Vb下降,Ice隨之減少。Q1的導通進一步變差,A點的電壓也進一步下降。(5)如此的反饋導致Q1,Q2迅速關斷,A點電壓下降到0V附近。由于C2的放電,把Q2的基極電壓Vb拉低1-2V。圖中綠色為A點電壓,紅色為Q2的Vb,藍色為電感上的電流。[圖片] [圖片]
恩,這個電路不錯!!

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@mko145
有的朋友可能不是很清楚這個線路的工作原理,來簡單介紹一下。不一定對,歡迎大家批評指正~一Q1導通的時候:(1)L1上的電流增加,同時輸出的電壓也升高。此時Q2導通,為Q1提供足夠的基極電流。(2)隨著輸出電壓的升高,Q2的Vbe逐漸下降(Vb點的電壓由于穩壓管D2的存在不能超過6V2),Q2的Ice(也就是Q1的Ib)也隨之下降。(3)當Q1的Ib減小到不足以使Q1完全導通的時候,Vce變大。A點的電壓下降一點點。這一點點的電壓下降使得電容C2放電,放電方向如圖所示。(4)C2的放電使得Q2的基極電壓Vb下降,Ice隨之減少。Q1的導通進一步變差,A點的電壓也進一步下降。(5)如此的反饋導致Q1,Q2迅速關斷,A點電壓下降到0V附近。由于C2的放電,把Q2的基極電壓Vb拉低1-2V。圖中綠色為A點電壓,紅色為Q2的Vb,藍色為電感上的電流。[圖片] [圖片]
自激式振蕩,工作頻率和脈寬都隨負載而變
是個很不錯的低成本電路,嚴重適合山寨化產品,呵呵
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二 Q1關斷的時候
(1)L1上的電流經續流二極管D1繼續為負載供電。其電流逐漸減小,輸出端的電壓也隨之下降。
(2)Q2處于關閉狀態。Q2的Vb此時不到5V。Vb電壓不斷升高,上升的速度取決于R4,C3和C2。實際上是輸入電壓Vin,通過R4對C3和C2充電。參看21帖中紅色的波形。
(3)當Vb升高到一定的電壓(大約6V左右,尚未達到6V2,此時的負載電壓已經降低了0.1-0.2V),Vbe已經達到 0.6~0.7V。Q2開始導通一點點。Q1隨即也開始導通。A點的電壓有所上升。
(4)A點的電壓上升使得C2上產生電流。電流方向如圖所示。該電流加速了Q2的導通,也進一步促使Q1導通,A點電壓進一步升高。
(5)此反饋效應致使 Q1,Q2迅速導通,L1上的電流開始增加,(此時Q2的Vb與負載電壓一起上升,Q2保持導通)。之后重復21帖中的過程 ~
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@PQ2620
負載調整率是有VBE的關系。那也是帶到500MA就要下降0.8V了,如果你在帶到1A就會下降更多了,因為你的VB固定了在6.2V,那么你空載載時就輸出6.2V,由于PN結有0.6-0.7V的壓降差,那么帶上一定的負載就會下降0.6-0.7,帶再高的負載輸出電壓在不變下,輸出功率不變下,負載加大,那么電壓就會下來了,P=UI,總P不變時I增大那么U自然就下來,如果加入TL431做動態調整,那么U=P/I,比如動態調整率達到100%,即U不變,那么I增大,P就會增大,所以想啟用三極管的最大功率就要加入動態調整率。
不好意思,之前沒有注意到你講的“動態調整”。如果用TL431做成可變的穩壓管來做負載調整的話,理論上應該是可以的。
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@mko145
二Q1關斷的時候(1)L1上的電流經續流二極管D1繼續為負載供電。其電流逐漸減小,輸出端的電壓也隨之下降。(2)Q2處于關閉狀態。Q2的Vb此時不到5V。Vb電壓不斷升高,上升的速度取決于R4,C3和C2。實際上是輸入電壓Vin,通過R4對C3和C2充電。參看21帖中紅色的波形。(3)當Vb升高到一定的電壓(大約6V左右,尚未達到6V2,此時的負載電壓已經降低了0.1-0.2V),Vbe已經達到0.6~0.7V。Q2開始導通一點點。Q1隨即也開始導通。A點的電壓有所上升。(4)A點的電壓上升使得C2上產生電流。電流方向如圖所示。該電流加速了Q2的導通,也進一步促使Q1導通,A點電壓進一步升高。(5)此反饋效應致使Q1,Q2迅速導通,L1上的電流開始增加,(此時Q2的Vb與負載電壓一起上升,Q2保持導通)。之后重復21帖中的過程~ [圖片]
三極管對管恒流,成本也是比較低的,但可靠不知如何!!
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說到這里,我們會有一個問題 - 為什么當 Q2的基極電壓 Vb第一次上升到大概 6V的時候,只讓Q1導通了一下,產生了一個很細的脈沖。而當第二次上升后卻能將 Q1徹底打開呢? 這個問題著實讓我傷了半天腦筋。后來發現所有的條件都一樣,唯獨L1上的電流在這兩個時間點不同。
根據輸入電壓,Q1導通時間和 L1的電感量可以計算出,L1上電流的峰值能達到800-900mA。
1.第一次細脈沖出現的時候,電感L1上的電流大概下降到 400mA左右。由于電感上的電流不能突變,所以當 Q1導通的時候,Q1上流過的電流瞬間達到 400mA。這個電流使得輸入電壓馬上被拉低了 0.2~0.25V。
2.而當細脈沖過后,電感 L1上的電流繼續下降。等到 Q2的 Vb再次上升到一定高度,能夠打開Q2時,L1上的電流已經很小了(大概不到100mA)。此時Q1導通后,流經Q1的輸入電流幾乎是由 0開始上升。輸入電壓瞬間沒有明顯的下降。于是,這次Q2的基極電壓 Vb得以繼續上升,Q1成功的打開并保持住了 ~
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