用于線性電源適配器的折返限流電路的工作原理

圖中表示的是簡(jiǎn)單線性電源適配器，圖中用虛線框起來(lái)的部分是一個(gè)典型的折返限流電路。在圖1中顯示了輸出參數(shù)，在圖中顯示了調(diào)整管的損耗。

這個(gè)電路的工作原理如下：當(dāng)串聯(lián)的主調(diào)整晶體管Q1導(dǎo)通時(shí)，限流電阻R1上的電壓與負(fù)載電流Iload成正比。這個(gè)電壓和Q1的基-射電壓一起經(jīng)過(guò)分壓電阻R2與R3后加到限流晶體管Q2的基極。

因?yàn)樵谙蘖鼽c(diǎn)，Q1的Vbe與Q2的Vbe大致相等，R1上的壓降與R2上的壓降相等，只是相差+Vbe的電平。在到達(dá)限流的突變點(diǎn)時(shí)，如忽略極小的基極電流，流過(guò)R2的電流與流過(guò)R3的電流相等，同時(shí)Q2處于將要導(dǎo)通的臨界狀態(tài)。

在限流點(diǎn)上負(fù)載電流的進(jìn)一步增大將會(huì)增加R1上的壓降和R2上的壓降，同時(shí)Q2將逐漸導(dǎo)通。當(dāng)Q2導(dǎo)通時(shí)，它會(huì)使驅(qū)動(dòng)電流不經(jīng)過(guò)Q1而通過(guò)Q3進(jìn)入輸出負(fù)載，這時(shí)Q1開(kāi)始關(guān)斷，輸出電壓下降。注意，Q3是一個(gè)恒流源。

當(dāng)輸出電壓下降時(shí)，R3上的電壓下降，流過(guò)R3的電流隨著減小，流入Q2基極的電流增大，因此流過(guò)R1的用來(lái)保持Q2導(dǎo)通狀態(tài)的電流也會(huì)減小。

結(jié)果，當(dāng)負(fù)載電阻下降的時(shí)候，輸出電壓和電流下降。當(dāng)輸出電壓變?yōu)榱悖ㄝ敵龆搪罚r(shí)，限流電流向電流減小的方向變化。在輸出短路情況下，流過(guò)R1的電流非常小而R1和R2上的電壓也小。

由于Q2的基極電流主要由它的電流增益來(lái)決定，短路電流不能很好地被確定，同時(shí)Q1和Q2的Vbe還受溫度的影響，所以就不能得到確定的短路電流值。通過(guò)給Q1和Q：安裝相同的散熱器并使用阻值相對(duì)較小的R1和R2，可以將上述差異最小化。在例子中取R1和R2的典型值為100Ω左右。

在圖中應(yīng)該注意的是，輸出電流試圖超過(guò)=時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電流“折返”下降的現(xiàn)象。這個(gè)特性曲線可描述如下。

如果5Ω負(fù)載線被允許沿順時(shí)針擺動(dòng)（電阻正在減小為0），在圖中電流“路徑”將會(huì)被描述出來(lái)。從它的起始點(diǎn)如P1所對(duì)應(yīng)的1A工作電流開(kāi)始，電流首先增大到限流值Imax，在負(fù)載電阻繼續(xù)下降的情況下，電流就會(huì)變?yōu)榱?。在短路時(shí)，電流降到lsc。

在“折返”限流的整個(gè)過(guò)程中，由于線性調(diào)整管的集電極電壓Vh保持相對(duì)穩(wěn)定，在串聯(lián)調(diào)整晶體管Q1上的功率損耗將會(huì)隨著電流的增加而增加，見(jiàn)圖在這個(gè)特性曲線的開(kāi)始部分，這個(gè)功率損耗值是非常小的，但是當(dāng)電流變到限流狀態(tài)時(shí)，功率損耗會(huì)迅速地增大。當(dāng)I流過(guò)調(diào)整晶體管產(chǎn)生的壓降達(dá)到最大值的時(shí)候，損耗也會(huì)達(dá)到最大值，這里功率損耗（Vh-Vout）lload是最大的。本例中，當(dāng)電流為2.2A時(shí)調(diào)整管上損耗達(dá)到最大功耗Pmax，其值為6.8W。當(dāng)負(fù)載電阻進(jìn)一步下降到低于臨界值時(shí)，串行調(diào)整管上的功率損耗將會(huì)隨著電流的折返而逐漸減小，它的最小功耗值為P（Q1）=IscVh，在處于短路情況時(shí)，Q具體功耗是1.8W。

值得注意的是，限流特性曲線電路屬于恒流類(lèi)型，如圖所示垂直虛線B路徑在短路狀態(tài)下的最大功耗IV為12。8W在線性調(diào)整管應(yīng)用的例子中，調(diào)整晶體管在恒流控制時(shí)的功耗比具有“折返”特性時(shí)的功耗大得多。

開(kāi)關(guān)電源十萬(wàn)個(gè)為什么