关于短路保护的三极管详解

 今天做了一个关于电机短路保护的电路，参考了经典电路：

 

 

这是一个自锁的保护电路，短路时：Q3极被拉低，Q2导通，形成自锁，迫使Q3截止，Q3截至后面负载没有电压，这时有没有负载已经没有关系了，所以即使拿掉负载也不会有输出。要想拿掉负载后恢复输出，可以在Q3得C E结上接一个电阻，取1K左右。

C2和c3很重要，在自锁后，重启电路就靠这两个电容，否则启动失败。原理是上电时，电容两端电压不能突变，C2使得Q2基极在上电瞬间保持高电平，使得Q2不导通。C3则使得上电瞬间Q3基极保持低电平，使得Q3导通Vout有电压。这样R5位高电平，锁住导通。

但我在引用时就出了问题：我想当然的把R4用了一个1K。问题来了：VOUT带载能力变差。

原因是：R4变小，Q2的Ib变大，以至Q2变得更容易导通。也就把Q3拉低了。

那么深究其原因：我们该怎么计算各元件的取值呢，为了好计算，R3取1k，

假设VCC=5v，考虑电压会被拉低，则VCC在短路时取4.5V,要使得Q3截止，则Q3的基极取大于等于3.9V.接着求Q3的IC=3.9/1K=3.9ma。

Q3Q2用8550，查找规格书(小心网上有的是不对的)。

 

 

取其任意一个算的B值(出入不大)B=200，

接着求Q2的IB=3.9/200=0.0195MA。

要使得Q2导通，则Q2的基极电压为4.5-0.6=3.9。

Q2的基极电压有了，电流也有了，则R4=3.9/0.0195=200K当然R4取10k也是可以的，只是Q2的Ib偏置电流较大。IC的电流也月大，使得R3电压上升约块，Q3的基极电压越容易被拉高，所以R4是调节灵敏度的。

这是其1，最关键的是R3，想要Q3进入截止，则Q2的状态决定，R3越大，则Q2的IC越小，Q2越容易进入饱和状态。

这里理解起来有些抽象，那我就具体的画个图，就很好理解了。在三极管截止的时候CE两端的电压是最大的，我们设为4.5V，在IB逐渐加大的过程中，VCE在逐渐变小，而饱和状态下的Ic是由RC决定的，请看图：

 

 

负载(RC)越小饱和电流越大，VCE约大，则从4.5V到VCE饱和电压差越小，其导通时间越小，最重要的是，相应的VR3=4.5-VCE(饱和)，VR3两端电压越小，当小到无法达到3.9V时Q3也就不能截止了。这是关于R3对灵敏度的影响原因。

再看R4的影响：

 

 

在Q2截止的时候，Q2的基极是由电流的，而这个电流就是从E极流过R4和R5到地。Q2的基极电流IB在这个初始电流的基础上逐渐加大，从上图绿色线看出，知道到了与红色线垂直的红色线，就到了Q2的保护基极电流IB(sta)。

所以初始基极电流IB越大，上升上升到饱和基极电流IB(sta)越快。