请教如下电路图中Q3的作用

Andy.zhong

请教如下电路图中Q3的作用 [复制链接]

 

如下图，不知Q3在电路中起到什么作用，还请大神们帮忙分析，谢谢！！

chunyang

电路设计者应该是想用工作于线形态的Q3作为MOS管的对地偏置，但电路设计大有问题，可以说设计思路相当的混乱。用3.3V去驱动工作于5V回路的PNP管，这本身就是错的，这将导致Q2不会截止。

chunyang

该电路可以工作么？可能可以，这完全要看MCU的IO结构，在IO输出高电平时，5V回路往IO倒灌电流如果足够小，从而使Q2的导通程度足够低的话，Q1才可能导通（还要看Q1的开启电压），否则Q1永远都不会导通。

Andy.zhong

chunyang 发表于 2017-6-21 13:40
电路设计者应该是想用工作于线形态的Q3作为MOS管的对地偏置，但电路设计大有问题，可以说设计思路相当的混 ...

这是从别人电路板上copy下来的LED驱动电路，图中Q2不确定是MOS管还是三极管，但Q3是MMBT3904

Andy.zhong

如果是这样的话，是不是把Q2换成NPN更合理呢

gmchen

按照图中的参数，12V被几个电阻分压后，Q3基极（不算基极电流）的电位只有0.3V，Q3不可能导通。
从这个角度理解，是不是这个晶体管是用于电源过压保护？

chunyang

Q1用P沟道管并接到电源近侧，Q2用NPN，不需要什么Q3，先弄懂原理，否则注定是菜鸟。

maychang

看了半天也没有看出Q3在电路中有什么用处。如6楼gmchen所说，该管总是截止。

Andy.zhong

gmchen 发表于 2017-6-21 15:04
按照图中的参数，12V被几个电阻分压后，Q3基极（不算基极电流）的电位只有0.3V，Q3不可能导通。
从这个角 ...

这个解释我觉得有道理，这个电源有可能插入24V的

maychang

Andy.zhong 发表于 2017-6-21 14:23
如果是这样的话，是不是把Q2换成NPN更合理呢

Q2改成NPN管，是比较合理。
但我不知道这个copy下来但LED控制电路使用多么高的PWM频率。一般地说，单管放大电阻负载，PWM频率稍高就难以驱动，因为MOS管的输入电容相当大。
不过，图中MOS管门极使用1k电阻，看来PWM频率不会很高。

Andy.zhong

maychang 发表于 2017-6-21 15:51
Q2改成NPN管，是比较合理。
但我不知道这个copy下来但LED控制电路使用多么高的PWM频率。一般地说，单管 ...

PWM频率在1KHz以内应该没问题吧

maychang

Andy.zhong 发表于 2017-6-21 16:07
PWM频率在1KHz以内应该没问题吧

”PWM频率在1KHz以内应该没问题吧“
1kHz倒是没有什么问题，这个频率恰是音频的中部，不算高。
即使如此，NPN管集电极负载电阻也不要用到9.1k那么大，尽量小一点，R4也可以小一些。

gmchen

刚才又估算了一下。三个LED，当它们每个的压降都是3V吧，那么在电源12V时，导通电流大约是20mA。若电源高到24V，则电流大约升高到100mA左右（实际上由于电流升高后LED压降增加，应该小于这个值），此时Q3基极电位大概是0.6V，Q3开始导通。若电源电压进一步升高，Q3彻底导通，则场效应管不可能导通，起到过压保护。
不过如果Q3真的如此工作的话，在电源电压24V以后的一段电压内，由于Q3没有完全进入饱和导通，很可能导致场效应管也不能工作在开关状态，那样这个场效应管将会发热严重。

Andy.zhong

gmchen 发表于 2017-6-21 17:13
刚才又估算了一下。三个LED，当它们每个的压降都是3V吧，那么在电源12V时，导通电流大约是20mA。若电源高到 ...

嗯，说的有道理，电路板上采用的MOS管个头不小，采用的是TO-252封装

PowerAnts

gmchen 发表于 2017-6-21 17:13
刚才又估算了一下。三个LED，当它们每个的压降都是3V吧，那么在电源12V时，导通电流大约是20mA。若电源高到 ...

Q3就是个VOP电路, 这个电路可能是汽车用的, 又要做的便宜, 又要避免用在货车上, 货车是24V电池, 实际上泊车时长期保持25.6V, 发动机启动后为28.8V. 很多小功率三极管发射结有0.55V就有几uA的电流了

PowerAnts

gmchen 发表于 2017-6-21 17:13
刚才又估算了一下。三个LED，当它们每个的压降都是3V吧，那么在电源12V时，导通电流大约是20mA。若电源高到 ...

吃过饭想想不对. 12V时, 基极开路, R5上端电压仅0.28V, 但分压电阻实在太大, 24V时也不不足以令Q3饱和.
设Q3发射结微导通电压为0.55V, 设IC几mA时有300, 24V时有:
Q3基极开路, R5上的电压U5=24*R5/(R5+R6+R7)=0.558V, Ib=(0.558-0.55)/(R5*(R6+R7)/(R5+R6+R7)=0.417(uA), Ic=0.125mA, Uc=22.86V, hFE需要6000, Uc=1.25V, 才可能关断MOS.
那怕是30V供电, hFE也需要420以上, 如果考虑电阻2%的误差, hFE需要500, 误差5%的话, hFE需要710.
实际上, IC达到mA级, Vbe怎么也有0.6V了, 那么hFE需要达到1800.
以上, 还没考虑温度下降引起Vbe上升(1.5-2.5mV/K)

PowerAnts

chunyang 发表于 2017-6-21 13:40
电路设计者应该是想用工作于线形态的Q3作为MOS管的对地偏置，但电路设计大有问题，可以说设计思路相当的混 ...

如果只是看电路能否工作的话, Q2截不截止关系倒不算大, 就算是三态IO, 内部钳位二极管压降0.7V, Q2发射结压降0.7V, 那Q2的发射结也有4.7V电压, 比5V低的不多. 不过, 正常的设计, 最好把R2换成二极管

gmchen

PowerAnts 发表于 2017-6-21 19:47
吃过饭想想不对. 12V时, 基极开路, R5上端电压仅0.28V, 但分压电阻实在太大, 24V时也不不足以令Q3饱和.
...

是的，所以说这个设计有很大问题。也许设计者根本没有很好地计算？或者copy的人弄错了？

chunyang

PowerAnts 发表于 2017-6-21 19:56
如果只是看电路能否工作的话, Q2截不截止关系倒不算大, 就算是三态IO, 内部钳位二极管压降0.7V, Q2发射结 ...

要考虑误差，比如3.3V存在较大的负误差，加上IO钳位压降也使Q2无法截止而处于一定程度的导通态，Q1可能就不能彻底导通而处于线性态，LED发光就会变弱。当然，这跟MOS管的开启门限有关，但无论如何，楼主电路的设计是很混乱的。

Andy.zhong

多谢各位大牛的详细解答，非常感谢！！