電路圖講解:一個實用的三極管開關電路
發布時間:2015-10-19 責任編輯:susan
【導讀】開關sanjiguandewaixingyuputongsanjiguanwaixingxiangtong,tagongzuoyujiezhiquhebaohequ,xiangdangyudianludeqieduanhedaotong。sanjiguankaiguandianluzuoweigonglvguandekongzhiyingyongguangfan。zheliduiyigeshiyongkaiguandianluzhongdegeyuanqijianzuoyongzuojutifenxi。
三極管開關控製電路:

上圖是一個小功率三極管控製大功率三極管(達林頓管)開關電路。
控製信號通過控製小功率三極管的開關來控製大功率管Q1的開關。
原理分析
三san極ji管guan開kai關guan電dian路lu的de基ji本ben原yuan理li就jiu是shi控kong製zhi三san極ji管guan工gong作zuo在zai截jie止zhi區qu和he飽bao和he區qu工gong作zuo。電dian路lu設she計ji原yuan則ze等deng不bu作zuo贅zhui述shu,一yi般ban的de三san極ji管guan電dian路lu參can考kao書shu籍ji有you介jie紹shao。在zai這zhe裏li也ye隻zhi討tao論lun圖tu中zhong這zhe些xie阻zu容rong元yuan器qi件jian的de作zuo用yong,不bu討tao論lun其qi取qu值zhi計ji算suan(因為取值計算需要選定三極管,而且頗為簡單)。
圖中R1作用是Q2的基極限流;R3作用是泄放掉關斷狀態時基極電荷,讓Q2在低電平時保持截止狀態;R4作用是Q2的集電極限流以及Q1的基極限流;電容C2是加速電容,加速Q2的開關速度,降低Q2管耗,從而延長Q2壽命;R5和C1是作為輸出反饋給Q2的基極,作用同樣為加速Q2的開關速度,延長Q2的壽命以及電路整體的性能,此為正反饋。
下麵主要解釋下C2的作用,其餘的元器件作用,相信有一定三極管電路基礎的都能理解。
讓我們來看看C2是如何“加速”的——
先來看看電路在沒有C2的情況下是如何工作的:控製端由低電平拉升到高電平的過程中,集電極電流增長使得三極管從截止區—》放大區—》飽和區變化,從而使三極管從關斷狀態(截止)變為開通狀態(飽和),注意,開通過程中,集電極電流增長全部靠Vcc提供;反過來,控製端從高電平變為低電平過程中,通過R3對基極電荷的泄放,加速控製三極管從飽和區—》放大區—》截止區變化,並最終變為關斷狀態。
再來看看加上C2後的電路工作情況。來看由Vcc、R4、C2、R3、GND構成的回路:當電路沒有控製激勵的情況下(Control端低電平),Vcc給電容C2充電,C2和R4連接端的電位為Vcc;當控製激勵從低電平向高電平轉換的過程中,由於基極端電位上升,導致C2向三極管集電極放電,這樣,集電極電流增長中,一小部分靠C2提供,其餘靠Vcc提供,加速了三極管從截止到飽和變化的過程,此時C2兩端的電壓反轉,大小約為0.7(VBE)-0.3(VCEsat)V;反過來,控製端從高電平變為低電平過程中,由於基極電壓的下降以及集電極電壓的上升,集電極對C2充電,從而導致三極管集電極與發射級間的電流更快速的下降,配合R3的作用,更快速的使三極管進入截止狀態。所以,C2在這裏確實起到了加速開關的作用。
danwentiyouchulaile,zhegedianlushijiyingyongdaowochanpinshangsuoxuyaodepinlvjinjinshijibaihezi,duiyuhaomiaojideyingyong,chulaidekaiguanboxinggenbenbuhuiyouyanshi,andaoliwuxulingjiajiasudianrong,zheshizenmehuishi?這裏要感謝IR公司的白師兄給我的釋疑:這裏加速電容的作用並不是改善頻率特性而加的,而是為了改善三極管的功耗;眾所周知,三極管在截止區和飽和區功耗最小,而在放大區功耗最大,原因是截止區VCE大、ICE極小,飽和區ICE大、VCE很小(等於飽和導通電壓VCEsat),而放大區是大電壓大電流;加速開通和關斷時間就是為了讓開關三極管快速穿越大功耗區(線性放大區)而進入到小功耗區(截止區和飽和區),從而降低功耗來降低三極管的溫度,延長三極管的壽命。而本電路恰恰應用在開關電路持續開關工作的情況,也印證了師兄的解釋。
類似地,R5/C1正反饋的作用同樣也是加速Q2的開關,來降低管耗,延長壽命。
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