分立组件打造低成本线性稳压器方案解析

"这篇文档详细介绍了如何设计低成本、高效益的电源方案，主要针对需要宽松输出调节和小电流的应用。文中通过分析一个为微控制器供电的实例，探讨了线性稳压器的设计挑战，包括输出电压调节和短路保护。核心组件包括双极型NPN晶体管和齐纳二极管，它们的选择和参数计算对于实现高效稳定的电源至关重要。" 在设计低成本高效益的电源方案中，线性稳压器是一个重要的考虑因素。对于电流需求小于20mA且输出电压调节要求不严格的应用，使用分立组件构建的线性稳压器可以达到目标。然而，当需要更严格的输出调节和更大的电流时，选择高性能的低压差线性稳压器（LDO）会更为合适。 在具体设计中，双极型NPN晶体管Q1扮演着关键角色。选择晶体管时，其集电极至发射极及基极至发射极的击穿电压应高于最高输入电压，同时集电极最大允许电流需超过最大负载电流。此外，考虑封装和额定功率的灵活性有助于优化功耗。文档中选取的晶体管在IC=50mA时，具有60的直流电流增益，300mV的集电极-发射极最高饱和电压，以及950mV的基极-发射极最高饱和电压。 齐纳二极管Dz用于设定输出电压，输出电压等于反向齐纳电压减去晶体管基极至发射极电压。选择时，反向齐纳电压需满足最小输出电压和最大基极至发射极电压的要求。例如，在给出的应用场景中，反向电流1mA时，反向电压应大于2.65V，而5mA时，反向电压不超过3.8V。 电阻器RB作为基极上拉电阻，确保为齐纳二极管和晶体管基极提供必要的电流。计算电阻值时，需要考虑到齐纳二极管的反向电流和晶体管的直流电流增益。在给定的例子中，当齐纳二极管反向电流为1mA时，最大基极电流约为0.333mA。 总结起来，设计低成本高效益电源方案的关键在于正确选择和配置分立元件，如双极型NPN晶体管和齐纳二极管，并精确计算相关参数以满足应用的需求。通过这种方式，可以实现高效、稳定且成本效益高的电源设计，适用于各种低电流、低复杂度的应用场景。