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串接PNP型晶体管的低功耗线性调整器

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串接PNP型晶体管的低功耗线性调整器

电源适配器的串接PNP型晶体管的线性调整器最小压差可降低至小于0.5V。因此,电源适配器可以获得更高的效率,其原因结合图分析如下。
图为串接NPN型晶体管的情况。晶体管基极要求注入电流(Ib),产生电流的电压必须高于(V。+Vbe),约为(V0+1)。若基极串接一个电阻,则电阻输入端电压必须高于(V0+1),以使电流流过。而最经济易行的方法是用初始直流电压向基极电阻供电。

但是,电源适配器初始直流电压(网压低限输入时对应的纹波谷值)不能与(V0+1)(额定基极输入电压)太接近。而且,串联电阻R的阻值必须很小,以使大电流输出时仍可提供足够的基极电流。在这种情况下,当网压高限输入(V-V)很大时,R将向基极提供过大电流,使大量电流转向电流放大器而加大其损耗。正是因为存在上述问题,所以要求网压低限输入时对应的纹波谷值电压必须比输出电压保有2.5V的最小压差,以使R基本成为恒流电阻,流过R的电流在整个输入网压波动范围内基本不变。
然而,电源适配器若串接PNP型晶体管,如图(b)所示,由于驱动电流是由公共地端经电流放大器获得,所以不会出现上述问题。V和V的差值只受串接晶体管V。-曲线弯度(knee)的影响,这使串接PNP型晶体管时的最小压差可降低至小于0.5V,从而提高了效率,特别是在低电压、大电流的应用场合效果更明显。

(a)串接NPN型晶体管的线性调整器。基极驱动由V经R提供,R的电压一般最小为1.5V以提供足够的基极电流,这个电压加上基射极电压就产生2.5V的最小压差。
(b)串接PNP型晶体管的线性调整器,基极电流l是由公共地端经电流放大器获得的,最小压差不要求大于2.5V,甚至可以取更小的压差。

串接PNP型晶体管的集成线性调整器现市场上有售,但电源适配器价格很高。就集成电路制造工艺而言,在同样芯片上集成较大电流的PNP型晶体管比集成较小电流的NPN型晶体管更困难。
将NPN型晶体管放在负极回路中也可以获得同样的效果,这需要将正极作为公共端(在单路输出电源适配器中这种电路很容易实现)。
由以上分析可知,线性调整器存在固有的缺陷,这也是目前为什么要发展更复杂的开关电路,以构造轻量小型、高效的电源适配器。

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| 发布时间:2019.01.10    来源:电源适配器厂家
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