分享一個(gè)利用三極管擴(kuò)大LDO電流的電路

大家好，我是阿軒！在以往的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，我經(jīng)常會(huì)遇到一種很尷尬的問(wèn)題。當(dāng)我選定了一個(gè) LDO 的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)它的額定電流不夠我使用，或者是發(fā)熱非常嚴(yán)重，迫使我不得不重新選擇一個(gè)更大封裝，更大功率的 LDO。有沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)不更換 LDO，同時(shí)又能增大穩(wěn)壓器電流的方法呢？答案是：有！其實(shí)在之前我講過(guò)的 BMS 系統(tǒng)中就是用過(guò)。

【四】 BMS 系統(tǒng)硬件電路圖分析

文章中第四章講到 AFE 芯片 BQ76930 的內(nèi)部 LDO 電流輸出能力僅有 30mA，已經(jīng)不足以應(yīng)對(duì)外部的單片機(jī)工作了，因此我們?cè)谕獠吭黾恿艘粋€(gè)三極管來(lái)分擔(dān)一部分電流，從而增加了整個(gè)穩(wěn)壓系統(tǒng)的電流帶載能力。接下來(lái)，我們來(lái)看一下這個(gè)電路的簡(jiǎn)化模式，并簡(jiǎn)單的分析。

如圖所示，我們采用了經(jīng)典的 LDO 芯片：AMS1117-3.3V 進(jìn)行穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)。同時(shí)選用一個(gè)功率合適的 PNP 三極管并聯(lián)在 LDO 的輸入輸出端，這里的功率可以根據(jù)具體的負(fù)載進(jìn)行計(jì)算和選型。當(dāng) 3.3V 輸出端的負(fù)載電流小于電流值 I = 0.7V/R1時(shí)，所有的負(fù)載電流將通過(guò) AMS1117 來(lái)提供。當(dāng)輸出端的負(fù)載電流超過(guò) 0.7 / R1 時(shí)，三極管 T1 將進(jìn)入導(dǎo)通進(jìn)入放大區(qū)，其集電極和發(fā)射機(jī)之間將產(chǎn)生一個(gè)電流，為后端的負(fù)載提供電流輸出。可能你會(huì)想：輸出的 3.3V 會(huì)不會(huì)發(fā)生變化，直接竄到 9V？不會(huì)，我們先來(lái)看下 LDO 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

可以看到，LDO 之所以能夠調(diào)節(jié)輸出電壓，是因?yàn)樗ㄟ^(guò)一個(gè)運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部的一個(gè) PMOS 進(jìn)行調(diào)節(jié)，這里的 PMOS 也工作在放大區(qū)，運(yùn)放的輸出將決定 PMOS 的內(nèi)阻大小，從而控制輸出電壓的穩(wěn)定性。我們外加的三極管 T1 其實(shí)就相當(dāng)于并聯(lián)在了內(nèi)部的 PMOS 上面，只不過(guò)T1 的基極和發(fā)射機(jī)之間有一個(gè)電阻 R1，也就是 T1 的導(dǎo)通狀態(tài)要根據(jù) R1 上面流過(guò)的電流來(lái)確定。一旦輸出電壓升高，運(yùn)放將調(diào)整 PMOS 柵極電壓，使得 PMOS 內(nèi)阻增加，減小電流，R1 的電流減小后，T1 將進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，輸出端的電壓也會(huì)隨之降低。我們將 R1 的電阻設(shè)置為 5.1R，進(jìn)行仿真，三極管 T1 和 1117 的電流情況如下圖

從上圖的仿真電流曲線(xiàn)可以看出，當(dāng)負(fù)載電流大于 0.7V / 5.1R = 137mA 時(shí)，三極管 T1 開(kāi)始逐漸的提供負(fù)載電流，而 AMS1117 的電流則趨于穩(wěn)定。因此，可以確定AMS1117通過(guò)PNP功率三極管進(jìn)行電流擴(kuò)容方案可行，通過(guò)PNP擴(kuò)容，的確可以減少對(duì)AMS1117的電流壓力，在 BMS 系統(tǒng)中，AFE 中的 LDO 也將減少電流壓力，進(jìn)而降低 AFE 芯片的發(fā)熱。