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短答案先给结论(很重要):用 24V→9V、20A 的需求用 78xx + 并联三极管做线性“扩流”在实践上几乎不可行——因为功率耗散太大(见下面计算)、体积/散热极不友好。更安全、经济且常用的做法是用大电流的 开关降压(buck)转换器 把 24V 降到 9V(效率 90%+),如果又需要超低噪声再在线性 LDO/线性串联器件做“后端滤波/微调”。下面把原因、可行方案、并联扩流的实现细节(若你仍坚持)、以及如何尽量避免射频干扰(EMI)都给得很清楚,并带上参考资料。
1) 先做个量化计算(必须看的原因)输入 24V,输出 9V,输出电流 20A: 300 W 的热量意味着巨大的散热器、风扇、昂贵的三极管/壳体、并且长期运行非常不现实(温升、效率、安全和成本都很糟)。这也是为什么专业设计会用开关降压来减掉大部分耗能,再用小的线性后级做低噪声处理。参考资料也指出线性稳压器的巨大耗散与热管理是关键限制。
2) 推荐方案(按优先级)最推荐(1):大功率开关降压模块(synchronous buck)→ 9V输出,额定 ≥ 25A原因:效率高(常在 85–95%),把 300 W 的线性发热降到大约 Ploss≈Pout×(1/η−1)P_{loss}\approx P_{out}\times(1/\eta-1)Ploss≈Pout×(1/η−1)。例如 90% 效率时:损耗约 180∗(1/0.9−1)=20180*(1/0.9-1)=20180∗(1/0.9−1)=20 W(可散热,现实可行)。 如何避免射频干扰(EMI):选用 同步整流的低噪开关器件 + 良好输入/输出 LC 滤波 + 共模扼流器 + 屏蔽/接地。若对噪声极敏感,可以在开关降压后再并联一个小线性后级 LDO 做低噪声“清洁”源(线性只需处理小压差,耗散小)。关于滤波和低噪声设计的资料可参考模拟厂商应用笔记。
备选(2,若一定要线性)使用大功率 MOSFET 作线性通道(并联)而非 BJTMOSFET 在线性工作时比 BJTs 有时更好(低 Rds(on) 在接近饱和时),但把 MOSFET 作为线性通道仍会产生大量耗散,器件应选大封装、并加流均衡(源阻)并强制风冷/水冷。仍然不推荐用于 300 W 级耗散场合,除非你能承担冷却系统。 若你坚持用线性扩流,关键点在于保证并联器件的均流(见下节实现细节与参考)。网上以 78xx + 多个 PNP/PNP 功率管 并联作法有示意,但都被用于较小电流扩展(几十安培时也有示例,但配套散热/均流/安全电路复杂)。
3) 如果你仍想“用 7809 + 并联大功率 PNP 三极管扩流”——实现细节与注意强烈建议先读:并联晶体管必须加小电阻在每个发射/源端以保证均流(没有它一个管会抢流并过热)。主流经验与讨论都指出:发射(或源)旁路电阻、器件热耦合与足够的散热是并联成功的关键。
典型拓扑 如何选 Re 的大致计算(示例思路) 假设 5 个并联管,共 20 A → 每管约 4 A。若你用 0.05 Ω,单管上电压降 V=I×R=4×0.05=0.2V=I\times R=4 \times 0.05=0.2 V,功耗 P=I2R=0.8P=I^2 R = 0.8P=I2R=0.8 W/管(额外损耗),但这个电阻帮助限制差异产生的电流放大。 但请注意:器件本身在串联稳压中还要承受较高的 Vce(约 15V),每管还需承担相应的热功耗(高达几十到百来瓦),因此单靠并联并不能解决散热问题。
并联时的基础规则 给每管做 小值发射/源电阻(均流)。不要试图只在基极并联没有限流的做法。 采用 同一型号、同一批次器件并且在同一散热片上安装(热耦合一致能帮助均流)。 增加 电流/热保护:每个器件独立的温度检测或全局过流/过温保护,避免失控热失配导致连锁故障。 注意器件 Vbe / Id 特性差异,BJT 更容易热失控 → MOSFET 在低 RdsOn 区更好,但做线性时也会发热。论坛/资料建议优先用 MOSFET 或成对的互补结构以降低 Vdrop。
关于射频干扰(EMI)
最后一句(务实建议)如果你要 24V→9V、20A、而且不能接受大体积散热/不能接受把 300W 的热量处理掉,请务必改用 高效率开关降压模块(再加线性后级或滤波),这是工程上最现实且安全的方案。
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