请大家都来分析一下这个经典的电路（7805扩流）

半导体狂人

请大家都来分析一下这个经典的电路（7805扩流） [复制链接]

分析一下这个经典的电源电路(7805扩流)
下图为在非常流行的经典电路上做小许改动的电路图.

电路目的:

1)+24V 转换为+5V +/-5%

2)可提供+2A以上的电流.


主要元件: TIP32C (ST)
          L7805CV (ST)

图中的R62,在实际应用中已经更改为22 OHM.

功率元件TIP32C已经加散热片

请坛子里面的各位朋友发表自己的看法分析此电路.

包括:

1. 此电路的具体工作原理.
2. 此电路是否能达到预期的效果.
3. 存在何种问题.
4. 如果图中R62如果减小到诸如1  OHM或者3.3  OHM,会存在什么样的问题.
5. 其他.

仙猫

　这样的扩流并未从根本上改变线性降压方式，在此方式下调整管上的耗散功率 Pd＝(24V-5V)×2A＝38W，几乎相当于点亮一只40W的白炽灯泡，你想想该有多烫手？
　这样的“扩流”只是把原本在7805上发的热量转移到扩流管去而已，损耗一丁点都没减少，所以在输入/输出压差大、电流输出大的情况下是不合适的，有这点功夫去研究扩流散热，还不如改成DC/DC降压，一下就解决问题了。

[ 本帖最后由 仙猫 于 2010-1-21 10:33 编辑 ]

simonprince

支持二楼，如果LZ还是想用原来的方法，那就去买散热硅胶吧，哗哗的弄上一坨

chenzhufly

不错！

zfq_zuo

支持DC/DC，效率高啊！！

半导体狂人

此电路是极为常见的一个线性三端稳压器扩流电路,我们在实际使用的时候,遇到一些由于没有考虑周全或者说是低级错误的故障,故而开贴让坛子里面的朋友讨论,让以后用到此电路的朋友不至于重蹈覆辙.

半导体狂人

1.     首先说此电源的缺点吧:
1.1     此电源是线性稳压电路,所有有其特有的内部功率损耗大,全部压降均转换为热量损失了,效率低.所以散热问题要特别注意.
1.2     由于核心的元件7805的工作速度不太高,所以对于输入电压或者负载电流的急剧变化的响应慢.
1.3     此电路没有加电源保护电路,7805本身有过流和温度保护但是扩流三极管TIP32C没有加保护,所以存在一个很大的缺点,如果7805在保护状态以后,电路的输出会是Vin-Vce, 电路输出超过预期值,这点要特别注意.

zcgzanne

这样的应用还不如典型稳压管做基准的负反馈串联线性稳压电路呢！
算上保护电路，总共也就3~4个三极管。

通常我们工控行业都根据负载的实际情况来选择用什么样的电源，
只有AD/DA的时候才会用到精密电源。

[ 本帖最后由 zcgzanne 于 2010-1-22 13:28 编辑 ]

liuwz2004

以前和同事一起搭建过这个电路，当时用了超大块的散热片，并且还得用风扇来吹！
发热太厉害了。

lixiaohai8211

散热是个问题。

半导体狂人

确实是这样。但也不能掩盖这个电路的一些优点：
1 电路简单,稳定.调试方便(几乎不用调试).
2.价格便宜,适合于对成本要求苛刻的产品.
3.电路中几乎没有产生高频或者低频辐射信号的元件,工作频率低,EMI等方面易于控制.

半导体狂人

说说电路工作原理吧.

下图重新画出了示意图,并表明了电流等流动方向.



Io = Ioxx + Ic.
Ioxx = IREG – IQ ( IQ 为7805的静态工作电流,通常为4-8mA)
IREG = IR + Ib = IR + Ic/β (β 为TIP32C的电流放大倍数)
IR = VBE/R1 ( VBE 为 TIP32的基极导通电压)

所以 Ioxx =   IREG – IQ = IR + Ib – IQ
          =   VBE/R1 + IC/β- IQ      
          由于IQ很小,可略去,则: Ioxx = VBE/R1 + IC/β

查TIP32C手册,VBE = 1.2V, 其β 可取10

Ioxx = 1.2/R + Ic/β = 1.2/22 + Ic/10 = 0.0545 + Ic/10 (此处取主贴图中的22 OHM )

Ic = 10 * (Ioxx – 0.0545 )

假设Ioxx = 100mA, Ic = 10 * ( 100 - 0.0545 * 1000 ) = 455(mA)
则Io = Ioxx + Ic = 100 + 455 = 555 mA.

再假设Ioxx = 200A, Ic = 10 * ( 200 – 0.0545 * 1000 ) = 1955mA
Io = Ioxx + Ic = 200 + 1955 = 2155mA

由上面的两个举例可见,输出电流大大的提高了.

上面的计算很多跟贴都讲述了,仔细推导一番即可.

半导体狂人

电阻R的大小
R的大小对调整通过7805的电流有很大的关系,取不同的值带入上式即可看出.
R越大,则输出同样的电流的情况下流过7805的电流要小些,反之亦然.
通常这样的电路中,对于扩流三极管TIP32加散热片,而对于7805则无需要,但是R的值不能过大,其条件是: R < VBE /( IREG – IB).

     电路中7805输入端的电容的取值是一个错误,前面已经有朋友分析过了,主要是会造成浪涌,在上电的瞬间输出远大于5V,对后续电路造成损坏. 实际使用的时候,为了抑制7805的自激振荡,此电容通常取0.33uF(多数常见的spec.均推荐此参数)

最后有很多朋友都提到散热的问题,这是线性电源本身要考虑的问题,也是缺点,自己想办法解决吧,不是此贴要讨论的主题.

此电路本人用在某商用设备上,真正的电路除了电容参数不是100uF以为,和主贴中的参数一样,产品投入市场有几千台,证明是可以使用的.此次之所以开贴讨论是因为同事用在某新型号产品的时候,改变了此电容参数,造成浪涌问题,烧毁了不少外设,故而再次分析.


最后还有朋友提到用开关电源,这个也超过了本贴的主题,另外,在很多时候,尤其是开发的是产品而非设备,对于以K为单位的产品,成本是非常重要考虑的指标.如果成本没有竞争力,产品再好对于市场的推广也是有压力的.

yulzhu

浪涌电压是个很大的问题，无论是卡车大巴，还是船上的电子设备
这样的设计，建议好好考虑一下

hudai123

我觉得这个电路真的很有问题。发热量很大。那得需要多大散热器呢，呵呵。
这个压差的大的，还是用DC-DC比较好，效率也高，散热也好。