基于晶体管的低压差5V/12V稳压电路

本文介绍的晶体管低压差稳压器电路原理可用于从3 V及以上获得稳定的输出电压，例如5 V、8 V、9 V、12 V等，压差极低至0.1 V。

例如，如果采用建议的5 V LDO电路，即使输入电源低至5.5 V，它仍将继续产生恒定的1 V输出。

优于 78XX 调压阀

对于标准 7805 稳压器，我们发现它们必须至少需要 7 V 才能产生精确的 5 V 输出，依此类推。这意味着压差电平为2 V，看起来非常高，不适合许多应用。

下面解释的LDO概念可以被认为比流行的78XX稳压器（如7805、7812等）更好，因为它们不要求输入电源比预期输出电平高2 V，而是可以使用输入2%以内的输出。

事实上，对于所有线性稳压器，如 78XX 或 LM317、338 等，输入电源必须比固定稳定输出高 2 至 3 V。

设计5 V低压差稳压器

注意：请在Q1基极和Q1集电极之间添加一个2K电阻

上图显示了一个简单的低压差5 V稳压器设计，即使输入电源降至5.5 V以下，也能为您提供适当的2 V稳定电压。

稳压器的工作原理其实很简单，Q1和Q2组成一个简单的高增益共发射极电源开关，允许电压以低压差从输入传递到输出。

Q3与齐纳二极管和R2一起工作，就像一个基本的反馈网络，将输出调节到相当于齐纳二极管值的值（近似值）。

这也意味着，通过改变齐纳电压值，输出电压可以根据需要相应地改变。这是该设计的另一个优势，因为它使用户能够自定义固定78XX IC无法提供的非标准输出值

设计12 V低压差稳压器

注意：请在Q1基极和Q1集电极之间添加一个2K电阻

如上一节所述，仅更改齐纳值即可将输出更改为所需的稳定电平。在上述12 V LDO电路中，我们将齐纳二极管替换为12 V齐纳二极管，通过12.12 V至3 V输入获得20 V稳压输出。

当前规格。

这些LDO设计的电流输出将取决于R1的值，以及Q1、Q2的电流处理能力。R1的指示值将允许最大200 mA，可以通过适当降低R1的值将其增加到更高的安培。

为确保最佳性能，请确保 Q1 和 Q2 指定为高 hFE，至少为 50。此外，与Q1晶体管一起，Q2也必须是功率晶体管，因为它在此过程中也可能有点热。

短路保护

所解释的低压降电路的一个明显缺点是缺乏短路保护，这通常是大多数普通固定稳压器的标准内置功能。

不过，可以通过包括一个使用Q4和Rx的限流级来添加该功能，如下所示：

注意：请在Q1基极和Q1集电极之间添加一个2K电阻

当电流增加超过预定限值时，Rx两端的压降变得足够高，以开启Q4，从而开始将Q2基极接地。这导致Q1、Q2导通受到高度限制，输出电压关断，直到电流消耗恢复到正常水平。

具有软启动功能的低压降晶体管稳压器

这款仅使用几个晶体管的高增益稳压器具有优于广泛使用的多个发射极跟随器变体的质量。

该电路已在30瓦立体声放大器中进行了尝试，该放大器严格要求高度稳压的电源和输出电压，只要电路最初上电，输出电压就可以缓慢而逐渐地从零伏爬升到最大值。

功率放大器的软启动计划（约2秒）有助于2000 uF输出电容充电，而不会触发输出晶体管内的过多集电极电流。

正常稳压器输出阻抗为 0.1 欧姆。输出电压由以下公式求解：

VO = VZ - VBE1。

输出电压的上升时间通过以下公式计算来计算：

T = RB。C1（1 -Vz/V ）。

许多数字设备需要为其电源预设开关顺序。通过建立适当的RB/C1值，可以固定电路输出的上升时间，以提供该序列或延迟间隔。

可调LDO电路

如原理图中所示，负载连接到串联晶体管T4的集电极引脚。这表明这个特定的晶体管可能会硬接成饱和，导致发射极和集电极之间的电压只是一个极小的饱和电压。该特定电压电平自然取决于电流规格和晶体管的类型。

零件清单

R1 = 1.2 欧姆

R2 = 10k

R3 = 470 欧姆

R4 = 1.2 k

R5 = 560 欧姆

R6 = 1.6 欧姆

P1 = 预设 500 欧姆

C1 = 10uF/25V

T1， T3 = BC557

T2 = BC547

T4 = BD438

LED = 红色 20mA 5mm

在所讨论的设计中，考虑到0.5 A的最佳电流，压降可能很难达到0.2 V.再加上R6附近的压降，这是限流所必需的。当R0两端约5.6 V时，T3开始导通并限制输出电流。LED D1具有多种功能，它既可用作指示器，也可用作基准电压二极管，以便在T1的发射极上箝位5.1 V至6.1 V参考电平。

T1的基极驱动电流来自分压器，分压器涉及R4、P1和R5。关于基准电压电平和输出电压电平之间的差异，T1缓慢开始导通。

T2 也发生了完全相同的情况，它为 T4 提供了或多或少的基本驱动器。电容C1的功能是滤除输出级。您可以轻松地将BD 438与其他流行品牌（例如BD136，BD138和BD140等）重新搭配。

话虽如此，这些晶体管可能具有相当高的饱和电压。需要注意的是，由于D1的工作方式类似于参考源，因此应该是红色LED，其他颜色的LED可能具有其他压降规格。