限流恒流电路,该电路能够在输出电流低于设定阈值时,使输出电流由负载决定;而当负载加重导致输出电流达到阈值时,输出电流将稳定在阈值保持恒定,若负载继续加重,输出电压 Vout 将随之下降。


电路组成与功能
电路中的 R1 和 R2 作为分压电阻,确保 MOS 管 Q2 的 Vgs 电压稳定在 12V。ZD1 稳压二极管在输入电压波动时,起到限制 Q2 的 Vgs 电压的作用,避免其超过 MOS 管规格书中的 Vgs 限制,从而保护 MOS 管。电容 C1 是缓启动电容,上电初期,由于 C1 电压为零,A 点电压达到最高值,随着电容充电,充电电流逐渐减小,A 点电压随之下降,电容电压逐渐上升,这一过程确保 Q2 的 Vgs 缓慢增大,实现 Q2 开关动作的缓启动。


工作原理
当负载电流达到特定阈值,即 R3 上的压降达到约 0.7V 时,Q1 导通。阈值电流计算公式为 0.7V/6.8R,为了计算方便,设定该阈值约为 100mA。
当输出电流小于 100mA 时,Q1 不工作,输出电流完全由负载大小决定。随着负载加重,输出电流增加,当负载加重至输出电流接近 100mA 时,R3 上的电压使 Q1 发射结导通,Q1 开始工作。Q1 导通后,MOS 管的 Vgs 电容上存储的电压通过 Q1 放电,导致 Vgs 电压下降。Vgs 电压下降会增加 MOS 管 DS 极间的等效电阻。最终,Vgs 电压下降到一定程度,使得 MOS 管 DS 极间的电阻增大到足以使整个回路的总阻抗保持不变,从而限制输出电流不超过 100mA。


当负载继续加重时,Vgs 电压继续下降,MOS 管 DS 极间的电阻继续增大,从而确保输出电流不超过 100mA。若负载减轻,MOS 管的 Vgs 电压会上升,DS 极间电阻减小,以维持输出电流为 100mA。
电路关键点
该电路的核心在于 MOS 管的特性。只要深入理解 MOS 管的输出特性,就能更好地掌握电路的工作原理。Vgs 电容放电回路在电路中起到关键作用,它确保了电路在负载变化时能够快速响应并稳定输出电流。通过合理选择 MOS 管和相关元件参数,可以实现对输出电流的精确控制,满足不同的应用需求。
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