基于三極管的限流電路設(shè)計方案

限流功能的電路，工程師可以開發(fā)出很多種類型。比如使用過流保護(hù)芯片。其實除了這種方案，我們還可以使用兩個三極管，來搭建一個具有類似限流功能的電路，同樣也可以達(dá)到相同的功能。

兩個三極管的限流電路

在這個電路中，Q1和Q2是兩個三極管，一個是PNP型，一個是NPN型。就是利用這兩個三極管，來實現(xiàn)電路輸出的限流功能。

它的原理可以簡化描述為

24V-IN是24V電壓的輸入端，24V-OUT是24V電壓的輸出端，也就是說，電路是完成24V電壓輸出的功能。只是，在這個24V電壓輸出功能的基礎(chǔ)上，額外增加了限流的保護(hù)功能。

電阻R4是限流電阻，它的阻值直接決定了限流的電流值。

對于Q1三極管，如果流過電阻R4兩端的電壓差，超過了0.7V，顯然Q1三極管的發(fā)射極和基極之間的PN結(jié)就會導(dǎo)通。

這個時候，電阻R3的電壓就會由原來的0V，變成了24V左右。注意，這里面假設(shè)Q1三極管完全導(dǎo)通。

電阻R3的電壓變?yōu)?4V了，這個24V電壓就會通過電阻R1加載在Q2三極管的基極和發(fā)射極之間。

很明顯，24V的電壓是要超過Q2三極管的導(dǎo)通電壓0.7V的，所以Q2三極管也會導(dǎo)通。

Q2三極管導(dǎo)通，會出現(xiàn)什么結(jié)果？

如果Q2三極管不導(dǎo)通，截止的時候，DOUT是輸出VCC高電平的。但若Q2三極管導(dǎo)通，DOUT就會輸出低電平了。

DOUT接到單片機，單片機檢測到低電平了，就會知道輸出的24V電壓出現(xiàn)過流了；如果單片機始終檢測到時高電平，則表示輸出的24V電壓在正常工作。

這就是兩個三極管的限流保護(hù)電路方案。

還有一個問題，就是限流的電流大小，是如何確定的呢？

限流保護(hù)電路

芯片哥前面簡單提了一下，但還沒有說清楚。

限流的電流，主要就是靠電阻R4的阻值來確定。我們知道，Q1三極管如果導(dǎo)通了，Q2三極管就會導(dǎo)通，DOUT就會輸出一個低電平，就表示電路出現(xiàn)過流了。

而Q1三極管的導(dǎo)通，就得靠電阻R4兩端的壓降差，如果壓降差超過了0.7V，也就是Q1三極管發(fā)射極與基極之間的導(dǎo)通最小電壓值，Q1三極管就會導(dǎo)通。

假如電阻R4的阻值為0.7Ω，壓降差為0.7V，很容易計算出它的電流就是1A，這個1A就是限流的電流值。

假如電阻R4的阻值為0.35Ω，壓降差仍為0.7V，它的電流就變?yōu)?A了，也就是它的限流電流值為2A。

假如工程師想要設(shè)計它的限流保護(hù)值為100mA，按照同樣的計算方法，只需要設(shè)置電阻R4的阻值為7Ω就可以了。

這就是它的限流電路計算過程。

另外一點，Q1三極管在選型的時候，工程師可以選擇功率三極管，也可以選擇小信號類型的三極管；Q2三極管選型，由于只是信號的處理，選擇小信號類型的普通三極管就可以了。

來源：【?芯片哥?】

審核編輯：湯梓紅