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简易LDO设计(包含原理图、PCB和实验)

一、前置知识

 ①该电路是通过三极管(BJT)来实现的,所以需要知晓三极管的工作原理和特性。

 ②三极管有三种状态:放大、饱和、截止。本文是利用三极管的放大状态来模拟LDO芯片的功能。

 

二、原理图

简易LDO原理图

 ①稳压二极管要想稳定到某个电压范围,就要使电流大于稳压二极管的击穿电流。

 ②根据BZT52C16稳压二极管的数据手册,如下图所示:

BZT52C16稳压二极管的数据手册

 ③该稳压二极管的击穿电压为 I Z T I_{ZT} IZT= 5mA,所以实际工作时要大于5mA才能使稳压二极管稳定在15.3~17.1V电压范围内。

 所以R1的取值为 R 1 = 23 − 16 V 5 m A = 1.4 k Ω R1=\frac{23-16 V}{5mA} = 1.4kΩ R1=5mA2316V=1.4kΩ。根据实际电阻的阻值,最终选取了1.3kΩ的电阻。

 ④三极管选择SS8050,SS8050的 P C P_C PC功耗为300mW。

 ⑤第一个三极管就可以降压到15.3V。

 ⑥第二个三极管也是同样的操作,BZT52C5V6的数据手册如下图所示:

BZT52C5V6稳压二极管的数据手册

 ⑦该稳压二极管的击穿电压为 I Z I_{Z} IZ= 5.2~6.0mA,所以实际工作时要在5.2~6.0mA范围内才能使稳压二极管稳定在5.6V电压范围内。

 所以R3的取值为 R 3 = 15.3 − 5.6 V 5.2 ~ 6 m A = 1.45 ~ 1.67 k Ω R3=\frac{15.3-5.6 V}{5.2~6mA} = 1.45~1.67kΩ R3=5.26mA15.35.6V=1.451.67kΩ。根据实际电阻的阻值,最终选取了1.5kΩ的电阻。

 ⑧第二个三极管就可以降压到5V,然后给LED供电。

 ⑨然后LED给8mA电流使其点亮, R 5 = 5 − 3 V 8 m A = 0.25 k Ω R5=\frac{5-3 V}{8mA} = 0.25kΩ R5=8mA53V=0.25kΩ,根据实际电阻的阻值,最终选取了270Ω的电阻。(我之前测试过LED灯的工作电压大概在3V左右)

 ⑩具体计算如下图所示:

计算简易LDO原理图
 

三、PCB

简易LDO的顶层PCB
 

四、实际测试

 ①测试设备:直流稳压源(IT6322B)、万用表(Fluke 15B+)

 ②直流稳压源设置:23V,0.050A

 ③测试结果如下图所示:

简易LDO的测试结果_1

 ④将R1的电阻阻值改成1.5kΩ后,测试结果如下图所示:

简易LDO的测试结果_2
 

五、注意事项

 ①该电路要注意稳压源的设置,建议设置成23V,0.0050A。如果电流设置过大,你就看到一缕烟飘过。

 ②该电路带动不了电机,电机需要电流至少需要0.85A左右。(130直流电机)

130电机测试
)

 ③该电路最大负载10mA左右,带不了高电流的负载。

 

六、结论

 ①在设计电路的时候,电流要尽量靠近稳压二极管的击穿电流。

 ②建议在稳压管并联一个电容。

 ②根据测试过的电路后,具体电路改进为一下。如下图所示:

改进后的简易LDO电路

 ③在设计电路的时候,可以增加保险丝和防反接电路。(因为我在这个电路中已经烧坏了好几个三极管和稳压管了)

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