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三极管的开关电路分析(12V—SW)

admin2周前 (05-04)电子信息2

三极管的开关电路分析(12V—SW)

在这里做个小电路的分析,大家都可能用到,这里把模型分解一下,并介绍一下计算方法和各个元件的作用。

Q1:主开关,主要作用是提供12VSW电流,特点饱和时Vec必须很小,热阻不能太大。
Q2:副开关,主要作用是旁路Q1,在MCU置高电平时导通,ce拉低使Q1工作。
R1:保证MCU无输出的时候电路不工作。
R2:限制电流,给Q2一个工作电流。
C1:去除干扰,防止Q1意外导通。
下面是这个电路图的等效模型:

然后我们定义一下输出负载,假设有N个按键开关电路检测电路(AcTIve Low)

经过以上分析我们可以列出所有公式:

这个时候我们可以看出,要想让这个电路处于良好的状态,两个开关管必须都处于饱和状态,一般要使得开关管饱和,Ic/Ib必须小于30.
因此我们必须求取方法倍数,其中Q1中的Vbatt和Ib和Ic同时是正向关系,必须求取各个参数的偏导求最大的放大系数。

这样就可以求得此时三极管的状态。
另外一个需要验证的就是温度情况,公式如下:

这个主要是验证散发功率的情况。

计算过程到此差不多了,在实际设计中,每个参数都是比较重要的,特别是在省电模式下,可能会打开电源后扫描接口电路,因此整个电路的响应时间非常重要。以后会讨论一下瞬态响应的做法(Laplas变换的应用。)在这里大致可以描述一下,因为每个电路都有滤波电容,在打开电源的瞬间,所有的电容都需要充电,因此此时的Ic是非常大的,所以电路一时达不到饱和状态。这个参数主要是调整R2,
R2增大,响应时间长,电路偏置功率小。R2减小,响应时间段,电路偏置功率大。做个tradeoff即可。

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