三极管限流保护电路分析

今天分析的也算是一个对于过流限流保护电路的进一步拓展，具体电路如下图：



其实这个电路也是对PMOS做负载开关的一个拓展电路，如果去掉上图的蓝色框内的三极管和电阻，那么我们的电路就和下图中RK3588S中的PMOS做负载开关的电路几乎一样了。下图截取自RK3588S的原理图DEMO板，选型也供各位道友参考：



那么我们就对增加了过流限流的电路进行仿真，仿真结果如下。可以看到，当S1开关拨到3.3V时，此时Q1三极管导通，然后Q2导通，LED灯亮，此时由于负载电流为5mA左右，所以R6两端的压降为10mV左右，所以说Q3处于截止状态；当S1拨到0V时，Q1三极管截止，然后Q2截止，此时Q3也是处于截止状态，LED灯灭，负载电流几乎为0。仿真动图如下：



那么我们再分析过流情况下的，我们Q3三极管所设置的过流保护为：Iset=Vbe/R6 = 0.7V/2Ω≈350mA所以我们对上图的电路再增加一个24Ω的负载电阻，以让其的负载电流增大达到我们设定的保护值，模拟负载加重的情况。可以看到，由于Q3的存在，会对Q2的产生一个负反馈，让流过Q2的电流几乎稳定在设定的350mA左右（仿真为390mA是由于Vbe变化所致）。从仿真可以看出，此时Q3处于放大区，Q1处于饱和区，Q2处于线性区（恒流区）。由于Q3的存在，会迫使Q2并不是完全导通，而是处于线性区。仿真结果如下：



我们再去掉Q3这块过流限流保护电路，仿真结果就很明显了，可以看到此时Q2处于导通状态，流过R8的电流也就是约等于0.5A。仿真图如下：



所以说，这个电路也是一个过流限流保护电路，可以很好的保护前级电源，很经典，对三极管的使用很巧妙。此电路设计时需要注意电阻R6以及MOS管Q2的功率，否则如果负载加重的话，可能会导致Q2或者R6烧毁。比如下图R6的功率为0.389*0.389*2≈0.3W。Q2的功率约等于（11.2-9.34）*0.39=0.72W。




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