关于短路保护的三极管详解

shuszhao

今天做了一个关于电机短路保护的电路，参考了经典电路：


这是一个自锁的保护电路，

短路时：

Q3

极被拉低，

Q2

导通，形成自锁，迫使

Q3

截止，

Q3

截至后面负载没有电压，这时有没有负载已经没有关系了，所以即使拿掉负载也不会有输出。要想拿掉负载后恢复输出，可以在

Q3

得

C E

结上接一个电阻，取

1K

左右。

C2

和

c3

很重要，在自锁后，重启电路就靠这两个电容，否则启动失败。原理是上电时，电容两端电压不能突变，

C2

使得

Q2

基极在上电瞬间保持高电平，使得

Q2

不导通。

C3

则使得上电瞬间

Q3

基极保持低电平，使得

Q3

导通

Vout

有电压。这样

R5

位高电平，锁住导通。

但我在引用时就出了问题：我想当然的把

R4

用了一个

1K

。问题来了：

VOUT

带载能力变差。

原因是：

R4

变小，

Q2

的

Ib

变大，以至

Q2

变得更容易导通。也就把

Q3

拉低了。

那么深究其原因：我们该怎么计算各元件的取值呢，

为了好计算，

R3

取

1k

，

假设

VCC=5v

，考虑电压会被拉低，则

VCC

在短路时取

4.5V,

要使得

Q3

截止，则

Q3

的基极取大于等于

3.9V.

接着求

Q3

的

Ic=3.9/1K=3.9ma

。

Q3

Q2

用

8550

，查找规格书（小心网上有的是不对的）。

取其任意一个算的

B

值（出入不大）

B=200

，

接着求

Q2

的

IB=3.9/200=0.0195MA

。

要使得

Q2

导通，则

Q2

的基极电压为

4.5-0.6=3.9

。

Q2

的基极电压有了，电流也有了，则

R4=3.9/0.0195=200K

当然

R4

取

10k

也是可以的，只是

Q2

的

Ib

偏置电流较大。

IC

的电流也月大，使得

R3

电压上升约块，

Q3

的基极电压越容易被拉高，所以

R4

是调节灵敏度的。

这是其

1

，最关键的是

R3

，想要

Q3

进入截止，则

Q2

的状态决定，

R3

越大，则

Q2

的

IC

越小，

Q2

越容易进入饱和状态。

这里理解起来有些抽象，那我就具体的画个图，就很好理解了。在三极管截止的时候

CE

两端的电压是最大的，我们设为

4.5V

，在

IB

逐渐加大的过程中，

VCE

在逐渐变小，而饱和状态下的

Ic

是由

RC

决定的，请看图：

负载（

RC

）越小饱和电流越大，

VCE

约大，则从

4.5V

到

VCE

饱和电压差越小，其导通时间越小，

最重要的是，相应的

VR3=4.5-VCE(

饱和

)

，

VR3

两端电压越小，当小到无法达到

3.9V

时

Q3

也就不能截止了。这是关于

R3

对灵敏度的影响原因。

再看

R4

的影响：

在

Q2

截止的时候，

Q2

的基极是由电流的，而这个电流就是从

E

极流过

R4

和

R5

到地。

Q2

的基极电流

IB

在这个初始电流的基础上逐渐加大，从上图绿色线看出，知道到了与红色线垂直的红色线，就到了

Q2

的保护基极电流

IB

（

sta

）。

所以初始基极电流

IB

越大，上升上升到饱和基极电流

IB

（

sta

）越快。

yaoguang

thornphoenix

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aliswang

熊二

    

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