一般的項(xiàng)目中,我們常接觸到的電壓等級更多的為:3.3V,5V,12V,24V。但是類似于蓄電池這些的電壓能高達(dá)36V,48V,60V,72V。
那如何低成本把72V降壓至5V(負(fù)載電流很小,且要求穩(wěn)定性不高的情況下)
如下圖1所示:
圖1
要理解圖1,我們要先溫習(xí)一下射極跟隨器的相關(guān)知識點(diǎn),如下圖2所示:
圖2
圖2就是常見的射極跟隨器典型電路圖,由圖2中可以知道:
Ie=Vout/Re-------------公式1
三極管的放大倍數(shù)為β,則
Ib=Ie/β ------------------公式2
由公式1和公式2可求得:
Ib≈Vout/β*Re-------------公式3
接著求一下Rb上的壓差URb
URb=Ib*Rb=Vout*Rb/β*Re-----------公式4
由圖2可知:Vout=Vin-URb-Ube
Vout=Vin-(Vout*Rb/β*Re)-Ube ------公式5
換算可得:
Vout=(Vin-Ube)/(1+Rb/β*Re)--------公式6
最后我們舉例驗(yàn)證一下,假設(shè)三極管的放大倍數(shù)β=100,Ube=0.6V
Rb=1K,Re=10K 代入公式6可得:
Vout=(Vin-0.6)/1+(1/1000)≈0.99(Vin-0.6)≈Vin-0.6
由計算的結(jié)果可以看的出來,Vout和Vin非常接近,實(shí)際中,按照理想狀態(tài),可以表示:Vout=1Vin 也就是電壓增益接近1的意思,這就是“跟隨”的由來。
弄明白了射極跟隨器的原理之后,再去分析圖1就簡單很多了,如下圖3所示:
圖3
由圖3可以知道,Ub的電壓由于D1穩(wěn)壓二極管的存在,電壓保持在穩(wěn)定的電壓5.6V。三極管Q1的be電壓Ube=0.6V,故輸出Vout=Ub-0.6V≈5V。
穩(wěn)壓二極管的計算流程可以戳這里:
由于輸入電壓高達(dá)72V,所以R1是不能省的,而且還需要注意電阻的功率,從而選擇合適的封裝,避免電阻發(fā)熱量大導(dǎo)致電阻燒毀。
在實(shí)際的項(xiàng)目中,高輸入的DC-DC芯片并不多,而且成本過高,在一些對成本比較苛刻的產(chǎn)品中,這個電路不失為一個不錯的選擇,但要注意的是:
(1)電阻R1和三極管承擔(dān)了大部分電壓,負(fù)載工作時發(fā)熱會比較明顯。
(2)在一些電池供電的場景下,靜態(tài)功耗不能忽略,需要綜合考慮。
好了,這章就先寫到這吧!