CN217693775U - 一种由分立器件组成的限流恒流电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种由分立器件组成的限流恒流电路，涉及电源技术。包括分压单元、缓启动保护单元、三极管Q1和场效应管Q2；分压单元的输入端作为电源输入端；分压单元的输出端与三极管Q1的集电极电性连接，三极管Q1的基极与分压单元的输入端电性连接，三极管Q1的基极通过第三电阻R3与三极管Q1的发射极电性连接；缓启动保护单元的两端分别与三极管Q1的基极和集电极电性连接；三极管Q1的集电极通过第五电阻R5与场效应管Q2的栅极电性连接，三极管Q1的发射极与场效应管Q2的源极电性连接，场效应管Q2的漏极作为限流恒流电路的输出端。本实用新型成本低廉，且其输出电流调制的灵活性更高，分立器件组成的电路有利于电路整体的散热。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源技术，更具体地说，它涉及一种由分立器件组成的限流恒流电路。
背景技术
常规的电子电路设计中，例如10-100mA的LED灯驱动电路，其通常利用限流恒流电路对电流进行调控，其调控质量直接影响到整个***的控制性能。目前用到的限流恒流电路大部分是用IC集成电路的解决方案，例如型号为OC5031B的芯片、型号为TX6410B的芯片等。然而，在半导体器件缺货和价格普涨的大环境下，IC集成电路方案的成本更是让产品价格翻倍。并且IC集成电路在有限的封装内，其散热性能差、积热严重。若长时间工作，其发热现象尤为严重，会导致产品寿命降低的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种由分立器件组成的限流恒流电路，解决了因在目前的IC集成电路价格普涨的大环境下导致驱动电路价格翻倍，以及因IC集成电路集成在有限的封装内致使其散热性能差的问题。
本实用新型所述的一种由分立器件组成的限流恒流电路，包括分压单元、缓启动保护单元、三极管Q1和场效应管Q2；所述分压单元的输入端作为电源输入端，与外界电压源电性连接；所述分压单元的输出端与三极管Q1的集电极电性连接，所述三极管Q1的基极与分压单元的输入端电性连接，所述三极管Q1的基极通过第三电阻R3与三极管Q1的发射极电性连接；所述缓启动保护单元的两端分别与三极管Q1的基极和集电极电性连接；所述三极管Q1的集电极通过第五电阻R5与场效应管Q2的栅极电性连接，所述三极管Q1的发射极与场效应管Q2的源极电性连接，所述场效应管Q2的漏极作为限流恒流电路的输出端。
所述分压单元包括第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电阻R1的一端作为分压单元的输入端，所述第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端电性连接，所述第二电阻R2的另一端接地；所述第一电阻R1和第二电阻R2的连接端作为分压单元的输出端。
所述缓启动保护单元为第一电容C1。
所述场效应管Q2的源极和漏极之间设有由第二电容C2和第四电阻R4组成的吸收单元；所述第二电容C2的一端与场效应管Q2的源极电性连接，所述第二电容C2的另一端通过第四电阻R4与场效应管Q2的漏极电性连接。
所述三极管Q1的发射机和集电极之间电性连接有稳压二极管ZD1，且所述稳压二极管ZD1的阳极与三极管Q1的集电极电性连接，所述稳压二极管ZD1的阴极与三极管Q1的发射极电性连接。
所述三极管Q1为NPN三极管。
有益效果
本实用新型的优点在于：通过由电阻、电容以及晶体管等分立器件组成的限流恒流电路，解决了因目前的IC集成电路方案的价格普涨导致驱动电路价格翻倍的问题。相对于IC集成电路方案，由分立器件组成的驱动电路方案其成本更加低廉，且其输出电流调制的灵活性更高，更有利于电路的散热。
附图说明
图1为本实用新型的限流恒流电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型作进一步的描述，但不构成对本实用新型的任何限制，任何人在本实用新型权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本实用新型的权利要求范围内。
参阅图1，本实用新型的一种由分立器件组成的限流恒流电路，包括分压单元、缓启动保护单元、三极管Q1和场效应管Q2。其中，三极管Q1为NPN三极管。分压单元的输入端作为电源输入端，与外界电压源电性连接，为限流恒流电路进行供电。
为了实现对外界电压源的分压，同时从经济效益上考虑，本实施例的分压单元由第一电阻R1和第二电阻R2组成。其中，第一电阻R1的一端作为分压单元的输入端，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端电性连接，第二电阻R2的另一端接地。第一电阻R1和第二电阻R2的连接端作为分压单元的输出端。从而实现了对外界电压源输出电压的分压作用。
分压单元的输出端与三极管Q1的集电极电性连接，三极管Q1的基极与分压单元的输入端电性连接，三极管Q1的基极通过第三电阻R3与三极管Q1的发射极电性连接。本实施例中，三极管Q1为过流动作三极管。即当限流恒流电路的输出电流超过阈值电流时，三极管Q1导通，从而使得场效应管Q2的VGS下降，场效应管Q2内阻增大，从而增大限流恒流电路输出回路上的阻抗，达到了降低电流到阈值电流的作用。
第三电阻R3用于调整阈值电流。本实施例的阈值电流可通过以下计算公式确定：
I0＝VBE/R3。
其中，VBE是三极管Q1的基极和发射极的正向偏置电压，该电压一般在0.4-0.7V；IO为阈值电流；R3为第三电阻R3的电阻值。
缓启动保护单元的两端分别与三极管Q1的基极和集电极电性连接。缓启动保护单元的作用是使得场效应管Q2的开关动作的缓启动，可以避免限流恒流电路在刚上电时因输入的电压电流不稳定对后级器件造成损坏的问题。
具体的，缓启动保护单元为第一电容C1。第一电容C1可以是电解电容，也可以是钽电容。限流恒流电路在刚上电时，输入电流将先为第一电容C1充电。且在充电完成后，分压单元才有电流流过，从而确保上电后第一电阻R1的端电压缓慢增大的，即场效应管Q2的VGS是缓慢增大的，从而实现了场效应管Q2开关动作的缓启动。
三极管Q1的集电极通过第五电阻R5与场效应管Q2的栅极电性连接。第五电阻R5为场效应管Q2的VGS寄生电容的电压泄放限流电阻。三极管Q1的发射极与场效应管Q2的源极电性连接，场效应管Q2的漏极作为限流恒流电路的输出端，与负载连接。
优选的，场效应管Q2的源极和漏极之间设有由第二电容C2和第四电阻R4组成的吸收单元。第二电容C2的一端与场效应管Q2的源极电性连接，第二电容C2的另一端通过第四电阻R4与场效应管Q2的漏极电性连接。由第四电阻R4和第二电容C2形成的RC吸收电路用于吸收场效应管Q2的漏极和源极间的高压，防止场效应管容易损坏的问题。
优选的，三极管Q1的发射机和集电极之间电性连接有稳压二极管ZD1，且稳压二极管ZD1的阳极与三极管Q1的集电极电性连接，稳压二极管ZD1的阴极与三极管Q1的发射极电性连接。稳压二极管ZD1用于防止输入电压波动时，场效应管Q2的VGS电压超过场效应管Q2的VGS最大值，起到保护场效应管的作用。
关于场效应管Q2的VGS的值，其等于分压单元中第一电阻R1两端的电压。即VGS＝VCC/(R1+R2)*R1。
其中，VGS为场效应管Q2的栅极和源极之间的电压值；VCC为输入电压；R1为第一电阻R1的电阻值；R2为第二电阻R2的电阻值。
需要说明的是，在实际应用中，第三电阻R3和第五电阻R5所采用的电阻值较小，其压降均在1V以下，其远小于第一电阻R1两端的电压。为方便解析说明，本实施例将第三电阻R3和第五电阻R5所产生的压降忽略，从而得到上述所述的VGS等于分压单元中第一电阻R1两端的电压。
本实用新型的工作原理是：将限流恒流电路与负载连接好之后，为限流恒流电路上电。
当限流恒流电路输出至负载的负载电流小于阈值电流时，因第三电阻R3两端的电压差小于VBE，所以三极管Q1截止不工作，而场效应管Q2导通。此时的第三电子R3和场效应管Q2形成放电回路，输出的负载电流的大小完全取决于负载的大小。即此时的负载所需的负载电流越大，则限流恒流电路输出的电流越大。
当限流恒流电路输出至负载的负载电流超过阈值电流时，第三电阻R3上的压降也将超过VBE，三极管Q1将导通。此时场效应管Q2的栅极和源极之间形成的电容上存储的电能将会通过三极管Q1进行释放。即VGS电压会下降，使得场效应管Q2工作在可变电阻区；并且随着VGS电压值的下降，场效应管Q2的漏极和源极的极间等效电阻会加大。且当VGS下降到某值，即漏极和源极的极间的电阻增大到一定值时，整个回路的总阻抗保持不变。所以虽然负载的负载阻抗减小导致其所需的负载电流增加，但由于场效应管Q2的漏极和源极的极间的电阻增大，使得负载阻抗和场效应管Q2阻抗形成负反馈，从而限制了因为负载加重使得负载电流欲超过阈值电流的趋势。
本实用新型的限流恒流电路因为三极管Q1和场效应管Q2的设置，使得整个放电回路的电流将被钳位在阈值电流；并且场效应管Q2的VGS稳定在VCC/(R1+R2)*R1，从而形成负反馈的动态平衡，使限流恒流电路的输出电流达到限流恒流的效果。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。
Claims (6)
1.一种由分立器件组成的限流恒流电路，其特征在于，包括分压单元、缓启动保护单元、三极管Q1和场效应管Q2；所述分压单元的输入端作为电源输入端，与外界电压源电性连接；所述分压单元的输出端与三极管Q1的集电极电性连接，所述三极管Q1的基极与分压单元的输入端电性连接，所述三极管Q1的基极通过第三电阻R3与三极管Q1的发射极电性连接；所述缓启动保护单元的两端分别与三极管Q1的基极和集电极电性连接；所述三极管Q1的集电极通过第五电阻R5与场效应管Q2的栅极电性连接，所述三极管Q1的发射极与场效应管Q2的源极电性连接，所述场效应管Q2的漏极作为限流恒流电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种由分立器件组成的限流恒流电路，其特征在于，所述分压单元包括第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电阻R1的一端作为分压单元的输入端，所述第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端电性连接，所述第二电阻R2的另一端接地；所述第一电阻R1和第二电阻R2的连接端作为分压单元的输出端。
3.根据权利要求1所述的一种由分立器件组成的限流恒流电路，其特征在于，所述缓启动保护单元为第一电容C1。
4.根据权利要求1所述的一种由分立器件组成的限流恒流电路，其特征在于，所述场效应管Q2的源极和漏极之间设有由第二电容C2和第四电阻R4组成的吸收单元；所述第二电容C2的一端与场效应管Q2的源极电性连接，所述第二电容C2的另一端通过第四电阻R4与场效应管Q2的漏极电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种由分立器件组成的限流恒流电路，其特征在于，所述三极管Q1的发射机和集电极之间电性连接有稳压二极管ZD1，且所述稳压二极管ZD1的阳极与三极管Q1的集电极电性连接，所述稳压二极管ZD1的阴极与三极管Q1的发射极电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种由分立器件组成的限流恒流电路，其特征在于，所述三极管Q1为NPN三极管。
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| CN202221607522.4U CN217693775U (zh) | 2022-06-23 | 2022-06-23 | 一种由分立器件组成的限流恒流电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116722630A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-09-08 | 国网信息通信产业集团有限公司 | 一种基于场效应管的自适应充电电路 |
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2022
- 2022-06-23 CN CN202221607522.4U patent/CN217693775U/zh active Active
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