分享一個利用三極管擴大LDO電流的電路

大家好，我是阿軒！在以往的產(chǎn)品設(shè)計中，我經(jīng)常會遇到一種很尷尬的問題。當我選定了一個 LDO 的時候，發(fā)現(xiàn)它的額定電流不夠我使用，或者是發(fā)熱非常嚴重，迫使我不得不重新選擇一個更大封裝，更大功率的 LDO。有沒有辦法實現(xiàn)不更換 LDO，同時又能增大穩(wěn)壓器電流的方法呢？答案是：有！其實在之前我講過的 BMS 系統(tǒng)中就是用過。

【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)不足以應對外部的單片機工作了，因此我們在外部增加了一個三極管來分擔一部分電流，從而增加了整個穩(wěn)壓系統(tǒng)的電流帶載能力。接下來，我們來看一下這個電路的簡化模式，并簡單的分析。

如圖所示，我們采用了經(jīng)典的 LDO 芯片：AMS1117-3.3V 進行穩(wěn)壓電路設(shè)計。同時選用一個功率合適的 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)具體的負載進行計算和選型。當 3.3V 輸出端的負載電流小于電流值 I = 0.7V/R1時，所有的負載電流將通過 AMS1117 來提供。當輸出端的負載電流超過 0.7 / R1 時，三極管 T1 將進入導通進入放大區(qū)，其集電極和發(fā)射機之間將產(chǎn)生一個電流，為后端的負載提供電流輸出。可能你會想：輸出的 3.3V 會不會發(fā)生變化，直接竄到 9V？不會，我們先來看下 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，是因為它通過一個運放來實現(xiàn)對內(nèi)部的一個 PMOS 進行調(diào)節(jié)，這里的 PMOS 也工作在放大區(qū)，運放的輸出將決定 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 其實就相當于并聯(lián)在了內(nèi)部的 PMOS 上面，只不過T1 的基極和發(fā)射機之間有一個電阻 R1，也就是 T1 的導通狀態(tài)要根據(jù) R1 上面流過的電流來確定。一旦輸出電壓升高，運放將調(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 將進入截止狀態(tài)，輸出端的電壓也會隨之降低。我們將 R1 的電阻設(shè)置為 5.1R，進行仿真，三極管 T1 和 1117 的電流情況如下圖

從上圖的仿真電流曲線可以看出，當負載電流大于 0.7V / 5.1R = 137mA 時，三極管 T1 開始逐漸的提供負載電流，而 AMS1117 的電流則趨于穩(wěn)定。因此，可以確定AMS1117通過PNP功率三極管進行電流擴容方案可行，通過PNP擴容，的確可以減少對AMS1117的電流壓力，在 BMS 系統(tǒng)中，AFE 中的 LDO 也將減少電流壓力，進而降低 AFE 芯片的發(fā)熱。