Originalus galingo zenerio diodo analogas tranzistoriaus grandinėje. Komentarai išjungti dėl galingo zenerio diodo analogo

Norėdami stabilizuoti apkrovos maitinimo įtampą, jie dažnai naudoja paprasčiausią stabilizatorių - parametrinį (1 pav.), kuriame maitinimas iš lygintuvo tiekiamas per balastinį rezistorių, o lygiagrečiai su apkrova įjungiamas zenerio diodas.
Toks stabilizatorius veikia esant apkrovos srovėms, neviršijančioms didžiausios tam tikro zenerio diodo stabilizavimo srovės. Ir jei apkrovos srovė yra daug didesnė, jie naudoja galingesnį zenerio diodą, pavyzdžiui, seriją D815, leidžianti stabilizuoti srovę 1…1,4 A.
Jei tokio zenerio diodo nėra, tiks mažos galios diodas, tačiau jį reikia naudoti kartu su galingu tranzistoriumi, kaip parodyta ryžių. 2. Rezultatas yra galingo zenerio diodo analogas, užtikrinantis gana stabilią įtampą esant apkrovai net esant srovei 2 A, nors maksimali stabilizavimo srovė nurodyta stabilizatoriaus grandinėje KS147A yra 58 mA.

Tai yra daug mažesnė už diodo stabilizatoriaus gedimo įtampą, todėl jis "nesuges" ir neleis srovės. Šiuo klausimu, esant tokiai žemai įtampai, diodas neveiks, net jei jis yra šališkas! Taigi diodas nustoja reguliuoti įtampą. Norint jį „įjungti“, reikia nuleisti bent 6 voltus.

Analitinė technika, skirta pašalinti zenerio diodą iš grandinės ir stebėti, ar yra ar nėra pakankamai įtampos, kad būtų galima jį atlikti, yra garsinis. Vien todėl, kad zenerio diodas yra prijungtas prie grandinės, negarantuoja, kad visa zenerio įtampa visada bus nukritusi per jį! Atminkite, kad zenerio diodai veikia apribodami įtampą iki maksimalaus lygio; jie negali kompensuoti įtampos trūkumo.

Analogas veikia taip. Kol maitinimo įtampa iš lygintuvo yra mažesnė už zenerio diodo gedimo įtampą, tranzistorius uždarytas, srovė per analogą yra nereikšminga (tiesioginė horizontali srovės ir įtampos charakteristikos atšaka, parodyta ryžių. keturi). Padidėjus maitinimo įtampai, zenerio diodas prasiskverbia, per jį pradeda tekėti srovė ir tranzistorius šiek tiek atsidaro (išlenkta charakteristikos dalis), kaip įprastame parametriniame stabilizatoriuje.
Stabilizavimo efektas pasiekiamas dėl to, kad gedimo režimu zenerio diodas turi mažą diferencinę varžą, o nuo tranzistoriaus kolektoriaus iki jo pagrindo perduodamas gilus neigiamas grįžtamasis ryšys. Todėl, sumažėjus išėjimo įtampai, srovė per zenerio diodą ir tranzistoriaus bazę sumažės, o tai sukels daug didesnį (į h 21E kartų) mažėja kolektoriaus srovė, o tai reiškia išėjimo įtampos padidėjimą. Padidėjus išėjimo įtampai, bus stebimas priešingas procesas.

stabilizuotos išėjimo įtampos vertė nustatoma sudedant zenerio diodo stabilizavimo įtampą su atviro tranzistoriaus emiterio jungties įtampa (» 0,7V silicio tranzistoriui ir » 0,3V germaniui). Maksimali analoginio stabilizavimo srovė bus praktiškai h 21E kartų viršija tą patį naudojamo zenerio diodo parametrą. Atitinkamai, tranzistoriaus išsklaidymo galia bus tiek pat kartų, palyginti su zenerio diodo galia.
Iš aukščiau pateiktų santykių nesunku daryti išvadą, kad galingo tranzistoriaus statinis perdavimo koeficientas turi būti ne mažesnis už koeficientą, padalijus didžiausią apkrovos srovės suvartojimą iš maksimali srovė zenerio diodo stabilizavimas. Didžiausia leistina tranzistoriaus kolektoriaus srovė ir įtampa tarp kolektoriaus ir emiterio turi būti atitinkamai didesnės nustatyti srovę analoginis stabilizavimas ir išėjimo įtampa.
Naudojant tranzistorių struktūrą r-p-r jis turi būti prijungtas pagal ryžių. 3 schema. Šiame įgyvendinimo variante tranzistorius gali būti montuojamas tiesiai ant maitinamos konstrukcijos važiuoklės, o likusios analoginės dalys gali būti sumontuotos ant tranzistoriaus gnybtų.

Norėdami sumažinti išėjimo įtampos pulsaciją ir sumažinti analogo diferencinę varžą, oksidinis kondensatorius, kurio talpa 100–500 uF.
Apibendrinant, šiek tiek apie įtampos temperatūros koeficientą (TKN) analogas. Kai naudojami tikslūs serijos zenerio diodai D818, KS191, TKN analogas bus daug blogesnis TKN zenerio diodas. Jei naudojamas zenerio diodas, kurio stabilizavimo įtampa didesnė nei 16 V, TKN analogas bus maždaug lygus TKN zenerio diodas, bet su zenerio diodais D808 - D814 TKN analogas pagerės.

Taigi bet kuri zenerio diodo grandinė veiks tol, kol apkrovos varža bus lygi arba didesnė už tam tikrą minimalią vertę. Jei apkrovos pasipriešinimas yra per mažas, tai taip pat sukels didelė srovė sumažinant per didelę įtampą lygių mažinimo rezistoriuje, paliekant įtampą zenerio diodui. Kai zenerio diodas sustabdo srovę, jis nebegali reguliuoti įtampos ir apkrovos įtampa nukrenta žemiau reguliavimo taško.

Tačiau mūsų 100 kΩ ištraukiamojo rezistoriaus grandinė turėtų būti tinkama tam tikram atsparumo apkrovai vertei. Norėdami rasti šią leistiną apkrovos pasipriešinimo vertę, galime naudoti skaičiuoklę, kad apskaičiuotume varžą dviejų rezistorių grandinėje, įvesdami žinomas bendros įtampos varžos ir rezistoriaus varžos vertes ir apskaičiuojant numatomą 6 voltų apkrovos įtampą. .


Keičiant kompiuterių perjungiamuosius maitinimo šaltinius (toliau – UPS) į automobilių akumuliatorių įkroviklius, gatava produkcija turi būti kažkuo prikrauta. Iš pradžių tai buvo senas akumuliatorius su 12V 40/45W automobilio lempa.

Konvertuotas UPS buvo maksimaliai apkrautas visą dieną. Tačiau pagaminus dešimtąjį įrenginį, baterija mirė, plokštės užsidarė kartu. Bandymas apkrauti UPS galingomis lempomis ar rezistoriais nepatiko, nes esant skirtingoms apkrovos srovėms išėjime gauname skirtingą įtampą, UPS konfigūruoti nėra patogu.

Naudojant 4 voltus per kritimo rezistorių ir 100 kΩ varžą, srovė per jį bus 324 µA. Būdama nuoseklioji grandinė, srovė yra lygi visiems komponentams bet kuriuo metu. Apkrovos pasipriešinimo apskaičiavimas dabar yra paprastas Omo dėsnis, suteikiantis mums 889 kΩ.

Taigi, jei apkrovos varža yra lygiai 889 kΩ, ji turės 6 voltus, diodą arba diodą. Bet kokia apkrovos varža, mažesnė nei 889 kΩ, apkrovos įtampa bus mažesnė nei 6 voltai, diodas arba be jo. Esant diodui, apkrovos įtampa bus reguliuojama iki 6 voltų, kai apkrovos varža didesnė nei 889 kOhm.

Todėl buvo nuspręsta pagaminti galingo zenerio diodo analogą su reguliuojama stabilizavimo įtampa!

Projekto schema ir aprašymas


Rezistorius R6 gali reguliuoti stabilizavimo įtampą nuo 6 iki 16 V.

Buvo pagaminti du tokie įrenginiai. Pirmojoje versijoje KT803 buvo naudojamas kaip tranzistoriai VT1 ir VT2, tačiau vidinė varža buvo per didelė, todėl esant 2 A srovei stabilizavimo įtampa buvo 12 V, o esant 8 A – 16 V.

Kai pradinė ištraukiamojo rezistoriaus vertė buvo 1 kΩ, mūsų reguliatoriaus grandinė sugebėjo tinkamai reguliuoti įtampą net esant iki 500 Ω apkrovai. Matome kompromisą tarp galios išsklaidymo ir priimtino atsparumo apkrovai. Didesnio efektyvumo spartinimo rezistorius sumažino galios išsklaijimą padidindamas minimalų leistiną apkrovos pasipriešinimą. Jei norime reguliuoti mažos varžos apkrovos rezistorių įtampą, grandinė turi būti paruošta didesniam galios išsklaidymui.

Antrajame variante buvo naudojami kompozitiniai tranzistoriai KT827, todėl esant 2 A srovei stabilizavimo įtampa buvo 12 V, o esant 10 A - 12,4 V.

Tranzistorių VT1 ir VT2 kolektoriai gali būti elektra prijungti prie korpuso. Ventiliatorius M1 skirtas aušinti radiatorių, ant kurio sumontuoti tranzistoriai VT1 ir VT2, kai uždaromi jungiklio SA1 kontaktai, ventiliatoriaus našumas padidėja. LED HL1 skirtas prietaiso veikimui parodyti.

Zenerio diodai reguliuoja įtampą, veikdami kaip papildomos apkrovos, priimdami daugiau ar mažiau srovės, kad būtų užtikrintas pastovus įtampos kritimas visoje apkrovoje. Tai analogiška automobilio greičio valdymui stabdant, o ne keičiant droselio padėtį: tai ne tik švaistoma, bet ir stabdžiai turi būti sukurti taip, kad valdytų visą variklio galią, kai eismo sąlygos to nereikalauja. Nepaisant šio esminio dizaino neefektyvumo, zenerio diodų grandinės yra plačiai naudojamos dėl savo paprastumo.

Pats prietaisas surenkamas dėkle iš kompiuterio blokas maitinimo šaltinis, naudojamas standartinis M1 ventiliatorius, tranzistoriai VT1 ir VT2 sumontuoti ant radiatoriaus, kurio plotas ne mažesnis kaip 250 cm2. Diodas VD1, skirtas 10–20 A srovei, apsaugo grandinę nuo atvirkštinio poliškumo. Zenerio diodas VD1, skirtas stabilizavimo įtampai 3 - 6 V.

Nustatymas

Patikrinus teisingą montavimą, prie 1 - 2 A srovės šaltinio prijungiamas galingo zenerio diodo analogas ir rezistoriumi R6 nustatoma įtampa išsikrovusiam rūgšties akumuliatoriui, tarkime, 11 V. Srovė padidinama iki 10 - 12 A, o įtampa neturėtų padidėti daugiau nei 0,5 V.