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NPN型和PNP型的串聯穩壓電路講解

CHANBAEK ? 來源:胡說電源 ? 作者:凱風自南 ? 2023-03-10 15:32 ? 次閱讀

在上一篇文章的基礎上,進行修改,得到了下面這個電路,稱之為NPN型的串聯穩壓電路。

poYBAGQK3CCAYSiyAAFKJN6zVIE440.png

電路中放置了一個2N2907的PNP三極管,用于給2N2222提供一個基極大于發射極的電壓,使得Q1可以有效導通,輸出5V電壓。

與NPN串聯穩壓電路相對的是PNP型的串聯穩壓電路,如下圖所示:

poYBAGQK3GyAHK9MAAFHEDOHbAA309.png

因PNP三極管適合于高端驅動,基極/發射極驅動電壓小于零,與NPN型的電路相比,可以省掉一個三極管。

比較一下這兩種電路的特點:

01.輸出負載變化時的三極管驅動電流對比

比較圖中A、B、C三點的電流

pYYBAGQK3H2AaKX4AAEohiz68CU436.png

a.輸出電阻1Ω,輸出電流5A

A點電流為279.41853mAB點電流為2.0197525mAC點電流為-296.34172mA

b.輸出電阻10Ω,輸出電流0.5A

A點電流為4.2979089mAB點電流為18.002505μAC點電流為-5.075119mA比較以上的測試數據,NPN型串聯穩壓電路所需的三極管驅動電流比PNP型的要大。

02.輸出負載變化時的三極管損耗對比

NPN型的驅動電流要大一些,那是不是能說明三極管的損耗會大呢,不一定,下面來比較一下。

a.輸出電阻1Ω,輸出電流5A

PNP型Q5的損耗為96.386919WNPN型:Q1的損耗為90.869883W,Q2的損耗為4.1792578W,總損耗95.04914W

b.輸出電阻10Ω,輸出電流0.5A

PNP型Q5的損耗為9.5516952WNPN型:Q1的損耗為9.456057W,Q2的損耗為91.438692mW,總損耗9.5474957W從上面的數據可以看出,輸出電流0.5A的時候,功耗差不多;輸出電流5A的時候,NPN型三極管的總損耗與PNP型三極管的損耗相差較明顯;找一下它們的規格書,看看管壓降的區別。

NXP的2N2907管壓降:

pYYBAGQK3JGAR5WJAACzwE69GRw141.png

NXP的2N2222管壓降:

pYYBAGQK3KOAWTZ7AACpRc64-sM385.png

看了一下,兩個管子的數據是差不多的,沒有找到電流與管壓降的曲線,暫時還不能確定是輸出電流過大的原因,還是因為模型的緣故,后續多找幾個三極管比較一下。

02.最小輸入電壓啟動

下面為測試的數據,在輸入電壓5V、6V、7V、8V時,輸出電壓的情況

poYBAGQK3LSAW-VIAALoPe8i-K0165.png

比較兩組數據,PNP型的輸出電壓情況要好于NPN型。

通常情況下,NPN型的輸入電壓至少要大于輸出電壓0.9V-1.5V之間,而PNP型的輸入電壓只需要大于輸出電壓100mV-700mV之間。

下面針對輸入電壓大于輸出電壓100mV-700mV測試一組數據:

pYYBAGQK3MeADCkfAAPrI0Iiv-c418.png

PNP型的數據要明顯好于NPN型

總結:

小電流輸出時,兩種電路的三極管損耗相差不多,大電流時PNP型的要大于NPN型,不過在實際使用時,應該也不會用線性穩壓電路走大電流,畢竟線性穩壓電路的效率不高;

PNP型需要稍微大于輸出電壓,就可以得到穩定的輸出電壓,而NPN型則不能;

NPN型要比PNP型多一個元器件,但通常PNP型的價格要比NPN型的高一點,具體怎么選擇看每個人的具體需求了;

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