基于三极管的限流电路设计方案

限流功能的电路，工程师可以开发出很多种类型。比如使用过流保护芯片。其实除了这种方案，我们还可以使用两个三极管，来搭建一个具有类似限流功能的电路，同样也可以达到相同的功能。

两个三极管的限流电路

在这个电路中，Q1和Q2是两个三极管，一个是PNP型，一个是NPN型。就是利用这两个三极管，来实现电路输出的限流功能。

它的原理可以简化描述为

24V-IN是24V电压的输入端，24V-OUT是24V电压的输出端，也就是说，电路是完成24V电压输出的功能。只是，在这个24V电压输出功能的基础上，额外增加了限流的保护功能。

电阻R4是限流电阻，它的阻值直接决定了限流的电流值。

对于Q1三极管，如果流过电阻R4两端的电压差，超过了0.7V，显然Q1三极管的发射极和基极之间的PN结就会导通。

这个时候，电阻R3的电压就会由原来的0V，变成了24V左右。注意，这里面假设Q1三极管完全导通。

电阻R3的电压变为24V了，这个24V电压就会通过电阻R1加载在Q2三极管的基极和发射极之间。

很明显，24V的电压是要超过Q2三极管的导通电压0.7V的，所以Q2三极管也会导通。

Q2三极管导通，会出现什么结果？

如果Q2三极管不导通，截止的时候，DOUT是输出VCC高电平的。但若Q2三极管导通，DOUT就会输出低电平了。

DOUT接到单片机，单片机检测到低电平了，就会知道输出的24V电压出现过流了；如果单片机始终检测到时高电平，则表示输出的24V电压在正常工作。

这就是两个三极管的限流保护电路方案。

还有一个问题，就是限流的电流大小，是如何确定的呢？

限流保护电路

芯片哥前面简单提了一下，但还没有说清楚。

限流的电流，主要就是靠电阻R4的阻值来确定。我们知道，Q1三极管如果导通了，Q2三极管就会导通，DOUT就会输出一个低电平，就表示电路出现过流了。

而Q1三极管的导通，就得靠电阻R4两端的压降差，如果压降差超过了0.7V，也就是Q1三极管发射极与基极之间的导通最小电压值，Q1三极管就会导通。

假如电阻R4的阻值为0.7Ω，压降差为0.7V，很容易计算出它的电流就是1A，这个1A就是限流的电流值。

假如电阻R4的阻值为0.35Ω，压降差仍为0.7V，它的电流就变为2A了，也就是它的限流电流值为2A。

假如工程师想要设计它的限流保护值为100mA，按照同样的计算方法，只需要设置电阻R4的阻值为7Ω就可以了。

这就是它的限流电路计算过程。

另外一点，Q1三极管在选型的时候，工程师可以选择功率三极管，也可以选择小信号类型的三极管；Q2三极管选型，由于只是信号的处理，选择小信号类型的普通三极管就可以了。

来源：【 芯片哥 】

审核编辑：汤梓红