在某些情况下,需要改变某个电路的电压,这个时候就需要用到电路知识还有特定电子元器件的特性了。
所以可以通过什么方式来改变电路中的电压呢?
使用稳压二极管
这是一种非常简单的方法,就是利用稳压二极管的特性,利用PN结反向击穿状态,产生一个分压的作用,也就是在相应的电路中串联一个稳压二极管,利用它的正向导通压降特性来实现稳压的效果。
比如说想要将一个25V的电压压降到12V,就可以通过在电路中串联一个13V的稳压二极管,就可以得到一个12V的电压。
不过使用稳压二极管进行降压的时候,需要知道,稳压二极管的功率是有限的,所以在应用于大电流的场景时,元件可能会出现发热严重或者是烧毁的情况发生,这个需要特别注意,为了规避这种情况,常常会在相关电路中再额外加上限流电路来控制防止电流过大。
(Other notes:
通常情况下,稳压二极管的功率和它的工作温度与最大电流相关,可以参照公式:
Pd = (Tjmax - Ta) / Θja
进行计算。其中Pdb表示的是二极管最大功率,Tjmax表示二极管允许的最大结温,Ta表示环境温度,Θja表示二极管的热阻。)
串联普通二极管
二级管导通都是有压降的,因此直接使用二极管的这个特性来使得某条电路中的电压发生改变。
一般情况下,二极管的正向导通压降在0.5~0.7V,所以如果想将电压降低1.5V的话,就需要串联两个或多个二极管,使得整体降压满足需求。
但是这种方法同样也有缺点,就是整流二极管的正向导通曲线不陡,电流的变化会引起电压的波动,所以使用过程中需要选择相应参数合适的电阻去控制电流,从而保证稳压的效果。
线性降压电路
通常会有专门的线性电路芯片来实现电压的降低效果,功能上可以想象成一个可以自动调节大小的阀门,这个阀门的参考因素就是根据输入电压和输出电压的两者之间差值来调整电路中的电阻,进而达到降压的效果。
另一方面,线性降压电路的缺点比较容易存在发热问题,所以电路设计时要充分考虑散热,特别注意温度温升。
BUCK降压电路
相对来说会更加复杂,不过也是电路中常见的降压方法,通常会有专门的DC-DC模块芯片,如果是自己设计的话,就要充分利用MOS/三极管开关元件,在合理使用相关参数的电容和电感等元件。
BUCK电路的工作原理就像是一个小电池,有充电和放电的两个过程,通过这两个过程来实现电压的降低。BUCK电路的优点就是功率可以做到很大,并且是高效率的转换能量,而且对于发热问题也可以得到很好的解决。
但是相对来说缺点就是电路设计上会更复杂,元件更多,比较容易存在纹波问题,存在对复杂造成干扰的问题,另外对于输出电流的传输能力较差,尤其是在高电流负载下。
当然还有一些其他方法,有想法的欢迎留言补充。