อะนาล็อกดั้งเดิมของซีเนอร์ไดโอดอันทรงพลังบนวงจรทรานซิสเตอร์ ปิดความเห็น บนอะนาล็อกของซีเนอร์ไดโอดอันทรงพลัง

เพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดันจ่ายโหลด พวกเขามักจะใช้ตัวกันโคลงที่ง่ายที่สุด - พารามิเตอร์ (รูปที่ 1)ซึ่งจ่ายไฟจากวงจรเรียงกระแสผ่านตัวต้านทานบัลลาสต์ และซีเนอร์ไดโอดถูกเปิดควบคู่ไปกับโหลด
ตัวกันโคลงดังกล่าวสามารถทำงานได้ที่กระแสโหลดไม่เกินกระแสเสถียรสูงสุดสำหรับซีเนอร์ไดโอดที่กำหนด และถ้ากระแสโหลดมากกว่ามาก จะใช้ซีเนอร์ไดโอดที่ทรงพลังกว่า เช่น ซีรีย์ D815, ช่วยให้กระแสคงที่ 1…1.4 อา.
ในกรณีที่ไม่มีซีเนอร์ไดโอด พลังงานต่ำก็ทำได้ แต่คุณต้องใช้มันควบคู่กับทรานซิสเตอร์อันทรงพลังดังที่แสดงใน ข้าว. 2.ผลที่ได้คืออะนาล็อกของซีเนอร์ไดโอดอันทรงพลังซึ่งให้แรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างคงที่ที่โหลดแม้ในปัจจุบัน 2 อาถึงแม้ว่ากระแสเสถียรภาพสูงสุดจะระบุไว้ในวงจรโคลง KS147Aเป็น 58 mA.

ซึ่งต่ำกว่าแรงดันพังทลายของโคลงไดโอดมาก ดังนั้นจึงไม่ "พัง" และไม่นำกระแส สำหรับเรื่องนั้น ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำนี้ ไดโอดจะไม่ทำงาน แม้ว่าจะมีอคติก็ตาม! ดังนั้นไดโอดจึงหยุดควบคุมแรงดันไฟฟ้า ต้องปล่อยอย่างน้อย 6 โวลต์เพื่อ "เปิดใช้งาน"

เทคนิคการวิเคราะห์ในการถอดซีเนอร์ไดโอดออกจากวงจรและสังเกตการมีอยู่หรือไม่มีแรงดันไฟฟ้าเพียงพอที่จะดำเนินการได้คือเสียง เพียงเพราะเชื่อมต่อซีเนอร์ไดโอดในวงจรไม่ได้รับประกันว่าแรงดันซีเนอร์เต็มจะลดลงตลอด! จำไว้ว่าซีเนอร์ไดโอดทำงานโดยจำกัดแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับสูงสุด พวกเขาไม่สามารถชดเชยการขาดแรงดันไฟฟ้าได้

แอนะล็อกทำงานในลักษณะนี้ ตราบใดที่แรงดันไฟจากวงจรเรียงกระแสน้อยกว่าแรงดันพังทลายของซีเนอร์ไดโอด ทรานซิสเตอร์จะปิด กระแสผ่านแอนะล็อกจะเล็กน้อย (สาขาแนวนอนโดยตรงของลักษณะแรงดันกระแสของแอนะล็อกที่แสดงบน ข้าว. สี่). ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น ซีเนอร์ไดโอดจะทะลุทะลวง กระแสเริ่มไหลผ่านมันและทรานซิสเตอร์จะเปิดออกเล็กน้อย (ส่วนโค้งของคุณลักษณะ) เช่นเดียวกับในโคลงพาราเมตริกแบบธรรมดา
เอฟเฟกต์การรักษาเสถียรภาพเกิดขึ้นได้เนื่องจากในโหมดสลายซีเนอร์ไดโอดมีความต้านทานส่วนต่างต่ำและป้อนกลับเชิงลบอย่างลึกล้ำจากตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ไปยังฐาน ดังนั้นด้วยแรงดันเอาต์พุตที่ลดลง กระแสที่ไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดและฐานของทรานซิสเตอร์จะลดลง ซึ่งจะทำให้มีขนาดใหญ่ขึ้นมาก (ใน ชั่วโมง 21Eครั้ง) ลดลง นักสะสมปัจจุบันซึ่งหมายถึงการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟขาออก เมื่อแรงดันเอาต์พุตเพิ่มขึ้น กระบวนการที่ตรงกันข้ามจะถูกสังเกต

ค่าของแรงดันไฟขาออกที่เสถียรถูกกำหนดโดยการรวมแรงดันคงที่ของซีเนอร์ไดโอดด้วยแรงดันของทางแยกอีซีแอลของทรานซิสเตอร์แบบเปิด (» 0.7 Vสำหรับทรานซิสเตอร์ซิลิคอนและ » 0.3 Vสำหรับเจอร์เมเนียม) กระแสการรักษาเสถียรภาพแบบอะนาล็อกสูงสุดจะเป็นจริง ชั่วโมง 21Eครั้งเกินพารามิเตอร์เดียวกันของซีเนอร์ไดโอดที่ใช้ ดังนั้นกำลังการกระจายของทรานซิสเตอร์จะเท่ากันเมื่อเทียบกับกำลังของซีเนอร์ไดโอด
จากความสัมพันธ์ข้างต้น สรุปได้ง่าย ๆ ว่าค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนแบบสถิตของทรานซิสเตอร์กำลังสูงต้องไม่น้อยกว่าผลหารหารปริมาณการใช้กระแสโหลดสูงสุดด้วย กระแสสูงสุดความเสถียรของซีเนอร์ไดโอด กระแสสะสมสูงสุดของทรานซิสเตอร์ที่อนุญาตและแรงดันระหว่างตัวสะสมและตัวปล่อยต้องเกินตามลำดับ ตั้งปัจจุบันเสถียรภาพแบบอะนาล็อกและแรงดันขาออก
เมื่อใช้โครงสร้างทรานซิสเตอร์ r-p-rจะต้องเชื่อมต่อตาม ข้าว. 3โครงการ ในศูนย์รวมนี้ ทรานซิสเตอร์สามารถติดตั้งได้โดยตรงบนแชสซีของโครงสร้างแบบมีกำลัง และส่วนที่เหลือของชิ้นส่วนอะนาล็อกสามารถติดตั้งบนขั้วต่อทรานซิสเตอร์ได้

เพื่อลดการกระเพื่อมของแรงดันไฟขาออกและลดความต้านทานส่วนต่างของอะนาล็อก ตัวเก็บประจุออกไซด์ที่มีความจุ 100…500 ยูเอฟ.
โดยสรุป เล็กน้อยเกี่ยวกับค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของแรงดันไฟฟ้า (ทีเคเอ็น)อะนาล็อก เมื่อใช้ซีเนอร์ไดโอดที่มีความแม่นยำของซีรีส์ D818, KS191, TKNอนาล็อกจะแย่กว่านี้อีกมาก TKNซีเนอร์ไดโอด หากใช้ซีเนอร์ไดโอดที่มีแรงดันเสถียรภาพมากกว่า 16 V TKNอะนาล็อกจะเท่ากันโดยประมาณ TKNซีเนอร์ไดโอด แต่มีซีเนอร์ไดโอด D808 - D814 TKNอนาล็อกจะดีขึ้น

ดังนั้นวงจรซีเนอร์ไดโอดจะทำงานตราบใดที่ความต้านทานโหลดเท่ากับหรือมากกว่าค่าขั้นต่ำบางค่า หากความต้านทานโหลดต่ำเกินไปก็จะทำให้เกิดเช่นกัน กระแสสูงโดยการลดแรงดันไฟมากเกินไปในตัวต้านทานลดระดับในขณะที่ปล่อยแรงดันไฟไว้ที่ซีเนอร์ไดโอด เมื่อซีเนอร์ไดโอดหยุดกระแส จะไม่สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้อีกต่อไปและแรงดันโหลดลดลงต่ำกว่าจุดควบคุม

อย่างไรก็ตาม วงจรตัวต้านทานแบบดึงลง 100 kΩ ของเราน่าจะดีสำหรับค่าความต้านทานโหลด ในการหาค่าความต้านทานโหลดที่อนุญาตนี้ เราสามารถใช้ตารางเพื่อคำนวณความต้านทานในวงจรตัวต้านทานสองตัวโดยป้อนค่าความต้านทานแรงดันไฟรวมที่ทราบและความต้านทานของตัวต้านทาน แล้วคำนวณแรงดันโหลดที่คาดไว้ที่ 6 โวลต์


เมื่อทำการแปลงอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งของคอมพิวเตอร์ (ซึ่งต่อไปนี้จะเรียกว่า UPS) สำหรับเครื่องชาร์จสำหรับแบตเตอรี่รถยนต์ ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจำเป็นต้องโหลดด้วยบางสิ่งบางอย่าง ตอนแรกมันเป็นแบตเตอรี่เก่าที่มีหลอดไฟรถยนต์ 12V 40/45W

UPS ที่แปลงแล้วมีภาระสูงสุดตลอดทั้งวัน แต่หลังจากการผลิตอุปกรณ์ที่สิบแล้ว แบตเตอรีก็ตาย แผ่นปิดเข้าด้วยกัน ความพยายามในการโหลด UPS ด้วยหลอดไฟหรือตัวต้านทานอันทรงพลังไม่ได้โปรดเนื่องจากกระแสโหลดที่แตกต่างกันที่เอาต์พุตเราได้รับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันจึงไม่สะดวกในการกำหนดค่า UPS

เมื่อใช้ตัวต้านทานตกคร่อม 4 โวลต์และมีความต้านทาน 100 kΩ กระแสที่ไหลผ่านจะเท่ากับ 324 µA เนื่องจากเป็นวงจรอนุกรม กระแสจึงมีค่าเท่ากับส่วนประกอบทั้งหมด ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง การคำนวณความต้านทานโหลดเป็นเรื่องง่ายของกฎของโอห์ม ซึ่งให้ 889 kΩ แก่เรา

ดังนั้นหากความต้านทานโหลดเท่ากับ 889 kΩ เลยก็จะมี 6 โวลต์ขวาง นั่นคือ ไดโอดหรือไดโอด ความต้านทานโหลดใด ๆ ที่น้อยกว่า 889 kΩ จะส่งผลให้แรงดันโหลดน้อยกว่า 6 โวลต์ ไดโอดหรือไม่มีไดโอด เมื่อมีไดโอด แรงดันโหลดจะถูกควบคุมเป็น 6 โวลต์สำหรับความต้านทานโหลดใดๆ ที่มากกว่า 889 kOhm

ดังนั้นจึงตัดสินใจสร้างอะนาล็อกของซีเนอร์ไดโอดอันทรงพลังพร้อมแรงดันเสถียรภาพที่ปรับได้!

แบบแผนและคำอธิบายของการออกแบบ


ตัวต้านทาน R6 สามารถปรับแรงดันคงที่ได้ตั้งแต่ 6 ถึง 16 V.

สองอุปกรณ์ดังกล่าวถูกสร้างขึ้น ในรุ่นแรก KT803 ถูกใช้เป็นทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 แต่ความต้านทานภายในสูงเกินไป ดังนั้นที่กระแส 2 A แรงดันเสถียรภาพคือ 12 V และที่ 8 A - 16 V

ด้วยค่าเริ่มต้น 1 kΩ สำหรับตัวต้านทานแบบดึงลง วงจรควบคุมของเราสามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้อย่างเพียงพอ แม้จะมีความต้านทานโหลดสูงถึง 500 Ω เราเห็นการประนีประนอมระหว่างการกระจายพลังงานและความต้านทานโหลดที่ยอมรับได้ ตัวต้านทานที่เร็วขึ้นเร็วขึ้นช่วยลดการกระจายพลังงานโดยการเพิ่มความต้านทานโหลดขั้นต่ำที่อนุญาต หากเราต้องการปรับแรงดันไฟฟ้าสำหรับตัวต้านทานโหลดที่มีความต้านทานต่ำ วงจรจะต้องเตรียมพร้อมสำหรับการกระจายพลังงานที่สูงขึ้น

ในตัวแปรที่สองใช้ทรานซิสเตอร์คอมโพสิต KT827 ดังนั้นที่กระแส 2 A แรงดันเสถียรภาพคือ 12 V และที่ 10 A - 12.4 V

ตัวเก็บประจุของทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 สามารถเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับเคสได้ พัดลม M1 ทำหน้าที่ทำความเย็นหม้อน้ำซึ่งติดตั้งทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 เมื่อปิดหน้าสัมผัสของสวิตช์ SA1 ประสิทธิภาพของพัดลมจะเพิ่มขึ้น LED HL1 ทำหน้าที่ระบุการทำงานของอุปกรณ์

ซีเนอร์ไดโอดควบคุมแรงดันไฟฟ้าโดยทำหน้าที่เป็นโหลดเพิ่มเติม โดยดึงกระแสมากหรือน้อยตามความจำเป็นเพื่อให้แรงดันตกคร่อมโหลดตลอดเวลา ซึ่งคล้ายกับการควบคุมความเร็วของรถยนต์โดยการเบรกมากกว่าการเปลี่ยนตำแหน่งปีกผีเสื้อ: ไม่เพียงแต่จะทำให้สิ้นเปลืองเท่านั้น แต่เบรกจะต้องได้รับการออกแบบให้จัดการกำลังเครื่องยนต์ทั้งหมดเมื่อสภาพการจราจรไม่ต้องการ แม้ว่าการออกแบบพื้นฐานจะไร้ประสิทธิภาพ แต่วงจรซีเนอร์ไดโอดก็ถูกใช้อย่างกว้างขวางเนื่องจากความเรียบง่าย

ตัวอุปกรณ์เองถูกประกอบในเคสจาก บล็อกคอมพิวเตอร์แหล่งจ่ายไฟใช้พัดลม M1 มาตรฐานทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 ติดตั้งบนหม้อน้ำที่มีพื้นที่อย่างน้อย 250 ซม. 2 Diode VD1 สำหรับกระแส 10 - 20 A ทำหน้าที่ป้องกันวงจรจากขั้วย้อนกลับ ซีเนอร์ไดโอด VD1 สำหรับแรงดันไฟฟ้าคงที่ 3 - 6 V.

การตั้งค่า

หลังจากตรวจสอบการติดตั้งที่ถูกต้อง อะนาล็อกของซีเนอร์ไดโอดอันทรงพลังจะเชื่อมต่อกับแหล่งกระแส 1 - 2 A และแรงดันไฟสำหรับแบตเตอรี่กรดที่คายประจุแล้วจะถูกตั้งค่าด้วยตัวต้านทาน R6 เช่น 11 V กระแสเพิ่มขึ้นเป็น 10 - 12 A ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าไม่ควรเพิ่มขึ้นมากกว่า 0, 5 V.