Įtampos reguliatoriaus grandinės, naudojančios tranzistorių ir „Zener“ diodą

Šiame straipsnyje mes išsamiai aptarsime, kaip sukurti pritaikytas tranzistorių įtampos reguliatorių grandines fiksuotais ir kintamais režimais.

Visos linijinės maitinimo grandinės, sukurtos stabilizuotam, pastovi įtampa ir srovės išvestis iš esmės apima tranzistoriaus ir zenerio diodo pakopas, kad gautų reikiamus reguliuojamus išėjimus.

Šios grandinės, naudojančios atskiras dalis, gali būti nuolatinės arba pastovios įtampos arba stabilizuotos reguliuojamos išėjimo įtampos pavidalu.

Paprasčiausias įtampos reguliatorius

Tikriausiai paprasčiausias įtampos reguliatorių tipas yra „zener“ šunto stabilizatorius, kuris veikia reguliavimui naudojant pagrindinį „zener“ diodą, kaip parodyta toliau pateiktame paveiksle.

„Zener“ diodų įtampa yra lygi numatytai išėjimo įtampai, kuri gali tiksliai atitikti norimą išėjimo vertę.

Tol, kol maitinimo įtampa yra mažesnė už nominalią „zener“ įtampos vertę, ji pasižymi didžiausia varža daugelio megomų diapazone, leidžiančia tiekimui praeiti be apribojimų.

Tačiau tuo momentu, kai maitinimo įtampa padidėja viršinant nominalią „zenerio įtampos“ vertę, sužadinamas reikšmingas jo atsparumo kritimas, dėl kurio per įtampa per ją nukreipiama į žemę, kol maitinimas nukris arba pasieks zenerio įtampos lygį.

Dėl šio staigaus manevro maitinimo įtampa nukrinta ir pasiekia zenerio vertę, dėl kurios zenerio atsparumas vėl padidėja. Tada ciklas greitai tęsiasi užtikrindamas, kad tiekimas išlieka stabilizuotas ties nominalia „zener“ verte ir niekada neleidžiama viršyti šios vertės.

Norint gauti aukščiau nurodytą stabilizavimą, įvesties šaltinis turi būti šiek tiek didesnis nei reikalaujama stabilizuota išėjimo įtampa.

Dėl viršijančios įtampos viršijančios įtampos suaktyvėja vidinės „lavinos“ savybės, sukeliančios momentinį manevravimo efektą ir sumažėjusį tiekimą, kol jis pasiekia „zener“ reitingą.

Šis veiksmas tęsiasi be galo užtikrinant fiksuotą stabilizuotą išėjimo įtampą, atitinkančią „Zener“ vardą.

„Zener“ įtampos stabilizatoriaus privalumai

„Zener“ diodai yra labai patogu ten, kur reikalinga maža srovė, pastovi įtampa.

„Zener“ diodus lengva konfigūruoti ir jie gali būti naudojami norint gauti pakankamai tikslią stabilizuotą išvestį bet kokiomis aplinkybėmis.

Tam reikia tik vieno rezistoriaus, kad būtų galima sukonfigūruoti „zener“ diodu pagrįstą įtampos reguliatoriaus pakopą, ir norint greitai pasiekti rezultatą, jį galima greitai pridėti prie bet kurios grandinės.

Stabilizuotų „Zener“ reguliatorių trūkumai

Nors „zener“ stabilizuotas maitinimo šaltinis yra greitas, lengvas ir efektyvus būdas pasiekti stabilizuotą galią, jis turi keletą rimtų trūkumų.

• Išėjimo srovė yra maža, o tai gali palaikyti dideles srovės apkrovas išėjime.
• Stabilizuotis galima tik esant mažiems įvesties / išvesties skirtumams. Tai reiškia, kad įvesties maitinimas negali būti per didelis nei reikalaujama išėjimo įtampa. Priešingu atveju atsparumas apkrovai gali išsklaidyti didžiulį energijos kiekį, todėl sistema bus labai neefektyvi.
• „Zener“ diodo veikimas paprastai yra susijęs su triukšmo generavimu, kuris gali kritiškai paveikti jautrių grandinių, tokių kaip hi-fi stiprintuvo konstrukcijos, ir kitų panašių pažeidžiamų programų veikimą.

„Amplified Zener Diode“ naudojimas

Tai yra sustiprinta „zener“ versija, kurioje naudojamas BJT, kad būtų sukurtas kintamasis „zener“ su patobulinta galia.

Įsivaizduokime, kad R1 ir R2 yra vienodos vertės., Kuris sukurtų pakankamą BJT bazės poslinkio lygį ir leistų BJT veikti optimaliai. Kadangi minimalus pagrindinio spinduolio priekinės įtampos reikalavimas yra 0,7 V, BJT atliks bet kokią vertę, viršijančią 0,7 V arba ne daugiau kaip 1 V, priklausomai nuo naudojamų BJT specifinių savybių.

Taigi išėjimas stabilizuosis maždaug 1 V. Šio „sustiprinto kintamo zenerio“ galia priklausys nuo BJT galios ir apkrovos rezistoriaus vertės.

Tačiau šią vertę galima lengvai pakeisti arba pritaikyti kitam norimam lygiui, paprasčiausiai pakeičiant R2 vertę. Arba paprasčiau pakeičiant R2 puodu. R1 ir R2 puodo diapazonas gali būti bet koks nuo 1K iki 47K, kad sklandžiai kintanti išvestis būtų nuo 1V iki maitinimo lygio (maks. 24V). Norėdami gauti daugiau tikslumo, galite naudoti šią tūrio daliklio formulę:

Išėjimo įtampa = 0,65 (R1 + R2) / R2

„Zener“ stiprintuvo trūkumas

Dar kartą, šio dizaino trūkumas yra didelis išsisklaidymas, kuris proporcingai didėja, kai padidėja įvesties ir išvesties skirtumas.

Norint teisingai nustatyti apkrovos rezistoriaus vertę, atsižvelgiant į išėjimo srovę ir įvesties šaltinį, šiuos duomenis galima tinkamai pritaikyti.

Tarkime, kad reikalinga išėjimo įtampa yra 5 V, reikalinga srovė yra 20 mA, o maitinimo įvestis yra 12 V. Tada naudodami omo įstatymą turime:

Apkrovos rezistorius = (12 - 5) / 0,02 = 350 omų

galia = (12 - 5) x 0,02 = 0,14 vatų arba tiesiog 1/4 vato.

Serijos tranzistoriaus reguliatoriaus grandinė

Iš esmės, serijinis reguliatorius, kuris taip pat vadinamas serijiniu tranzistoriumi, yra kintamasis atsparumas, sukurtas naudojant tranzistorių, nuosekliai pritvirtintą prie vienos iš maitinimo linijų ir apkrovos.

Tranzistoriaus atsparumas srovei automatiškai koreguojamas priklausomai nuo išėjimo apkrovos, kad išėjimo įtampa išliktų pastovi norimo lygio.

Nuoseklioje reguliatoriaus grandinėje įėjimo srovė turi būti šiek tiek didesnė nei išėjimo srovė. Šis nedidelis skirtumas yra vienintelis srovės dydis, kurį reguliatoriaus grandinė naudoja pati.

Serijos reguliatoriaus privalumai

Pagrindinis serijinio reguliatoriaus grandinės pranašumas, palyginti su šunto tipo reguliatoriumi, yra geresnis jos efektyvumas.

Tai lemia minimalų energijos išsiskyrimą ir šilumos praradimą. Dėl šio didelio pranašumo serijiniai tranzistorių reguliatoriai yra labai populiarūs taikant didelės galios įtampos reguliatorių.

Tačiau to galima išvengti, kai energijos poreikis yra labai mažas arba kai efektyvumas ir šilumos gamyba nėra vienas iš svarbiausių klausimų.

Iš esmės serijinis reguliatorius gali tiesiog įtraukti „zener“ šunto reguliatorių, įkraunantį emiterio sekėjo buferinę grandinę, kaip nurodyta aukščiau.

Galite rasti vienybės įtampos padidėjimą, kai naudojamas emiterio sekėjo etapas. Tai reiškia, kad kai stabilizuota įvestis yra naudojama jos bazėje, mes paprastai pasieksime stabilizuotą išvesties išvestį.

Kadangi mes galime gauti didesnį srovės stiprį iš spinduolio sekėjo, galima tikėtis, kad išėjimo srovė bus daug didesnė, palyginti su naudojama bazine srove.

Todėl, net jei „Zener“ šuntavimo etape bazinė srovė yra apie 1 arba 2 mA, o tai taip pat tampa ramybės srovės suvartojimu, išėjime gali būti prieinama 100 mA išėjimo srovė.

Įvesties srovė pridedama prie išėjimo srovės kartu su 1 arba 2 mA, kurią naudoja „zener“ stabilizatorius, ir dėl šios priežasties pasiektas efektyvumas pasiekia nepaprastą lygį.

Atsižvelgiant į tai, kad įėjimo į grandinę tiekimas yra pakankamai įvertintas, kad būtų pasiekta laukiama išėjimo įtampa, išėjimas gali būti praktiškai nepriklausomas nuo įėjimo tiekimo lygio, nes tai tiesiogiai reguliuoja bazinis Tr1 potencialas.

„Zener“ diodas ir atsiejimo kondensatorius sukuria visiškai švarią įtampą tranzistoriaus pagrinde, kuri pakartojama išėjime ir sukuria beveik be triukšmo įtampą.

Tai leidžia šio tipo grandinėms su galimybe pateikti išvestis su stebėtinai mažu pulsavimu ir triukšmu, neįtraukiant didžiulių išlyginamųjų kondensatorių, ir esant srovės diapazonui, kuris gali siekti 1 amperą ar net daugiau.

Kalbant apie išėjimo įtampos lygį, tai gali būti ne visai lygi prijungtos „zener“ įtampai. Taip yra todėl, kad tarp tranzistoriaus pagrindo ir emiterio laidų yra maždaug 0,65 voltų įtampos kritimas.

Šį kritimą reikia atskaityti iš „zener“ įtampos vertės, kad būtų galima pasiekti mažiausią grandinės išėjimo įtampą.

Reiškia, jei zenerio vertė yra 12,7 V, tada išėjimas tranzistoriaus spinduolyje gali būti maždaug 12 V, arba atvirkščiai, jei norima išėjimo įtampa yra 12 V, tada zenerio įtampa turi būti nustatyta kaip 12,7 V.

Šios serijos reguliatoriaus grandinės reguliavimas niekada nebus tapatus zenerio grandinės reguliavimui, nes spinduolio sekėjas paprasčiausiai negali turėti nulinės išėjimo varžos.

Įtampos kritimas per pakopą turi šiek tiek padidėti, atsižvelgiant į didėjančią išėjimo srovę.

Kita vertus, gero reguliavimo galima tikėtis, kai zenerio srovė, padauginta iš tranzistoriaus srovės stiprinimo, pasiekia mažiausiai 100 kartų didesnę tikėtiną didžiausią išėjimo srovę.

Didelės srovės reguliatorius naudojant Darlingtono tranzistorius

Norint tiksliai tai pasiekti, tai dažnai reiškia, kad reikia naudoti kelis tranzistorius, kurie gali būti 2 arba 3, kad galėtume pasiekti patenkinamą išėjimą.

Pagrindinė dviejų tranzistorių grandinė, naudojama skleidėjo pasekėjas Darlingtono pora nurodoma sekančiuose paveiksluose, parodanti 3 BJT taikymo būdą Darlingtono, spinduolio sekėjo konfigūracijoje.

Atkreipkite dėmesį, kad įjungus porą tranzistorių, padidėja maždaug 1,3 voltų išėjimo įtampa per pirmojo tranzistoriaus pagrindą iki išėjimo.

Taip yra dėl to, kad iš kiekvieno tranzistoriaus nuskusta maždaug 0,65 voltai. Jei atsižvelgiama į trijų tranzistorių grandinę, tai gali reikšti, kad įtampos kritimas per 1-ojo tranzistoriaus pagrindą ir išėjimą yra šiek tiek mažesnis nei 2 voltai ir pan.

Bendras emiterio įtampos reguliatorius su neigiamu grįžtamuoju ryšiu

Graži konfigūracija kartais pastebima konkrečiuose projektuose, turinčiuose porą įprasti spinduolių stiprintuvai , pasižymintis 100 proc. grynųjų neigiamų atsiliepimų.

Tai nustatyta toliau pateiktame paveiksle.

Nepaisant to, kad įprastos spinduolių pakopos paprastai turi didelį įtampos padidėjimą, šiuo atveju gali būti ne taip.

Taip yra dėl 100% neigiamo grįžtamojo ryšio, kuris dedamas ant išėjimo tranzistoriaus kolektoriaus ir vairuotojo tranzistoriaus spinduolio. Tai palengvina stiprintuvą pasiekti tikslią vienybę.

Bendrojo emiterio reguliatoriaus su grįžtamuoju ryšiu privalumai

Ši konfigūracija veikia geriau, palyginti su a Darlingtono pora emiterio sekėjo reguliatoriai dėl sumažėjusio įtampos kritimo įėjimo / išvesties gnybtuose.

Iš šių konstrukcijų pasiektas įtampos kritimas yra vos maždaug 0,65 voltai, o tai prisideda prie didesnio efektyvumo ir suteikia grandinei efektyvų darbą, nepriklausomai nuo to, ar nestabilizuota įėjimo įtampa yra tik keli šimtai milivoltų didesnė už numatomą išėjimo įtampą.

Baterijos pašalintuvas naudojant serijos reguliatoriaus grandinę

Nurodyta akumuliatoriaus pašalinimo grandinė yra funkcinė projekto iliustracija, pagaminta naudojant pagrindinį serijos reguliatorių.

Modelis sukurtas visoms programoms, veikiančioms su 9 voltų nuolatine srove, kurios didžiausia srovė neviršija 100 mA. Tai netinka įrenginiams, kuriems reikalinga santykinai didesnė srovė.

T1 yra a 12 -0 - 12 buvo 100 mA transformatorius kuri tiekia izoliuotą apsaugos izoliaciją ir sumažina įtampą, tuo tarpu, kai jos vidurinė srieginė antrinė apvija veikia pagrindinį stūmimo-traukimo lygintuvą su filtro kondensatoriumi.

Be apkrovos galia bus apie 18 voltų nuolatinės srovės, o esant pilnai apkrovai, ji gali nukristi iki maždaug 12 voltų.

Grandinė, veikianti kaip įtampos stabilizatorius, iš tikrųjų yra pagrindinis serijos tipo dizainas, apimantis R1, D3 ir C2, kad gautų reguliuojamą 10 V vardinę galią. „Zener“ srovė svyruoja maždaug nuo 8 mA be apkrovos ir iki maždaug 3 mA esant visai apkrovai. Iš R1 ir D3 gautas išsklaidymas kaip rezultatas yra minimalus.

TR1 ir TR2 suformuotas Darlingtono poros emiterio sekėjas gali būti matomas sukonfigūruotas kaip išėjimo buferio stiprintuvas, esant pilnai išėjimo srovei, teikia maždaug 30 000 srovės stiprinimą, o mažiausias - 10 000.

Esant tokiam stiprinimo lygiui, kai įrenginys veikia naudodamas 3 mA esant pilnos apkrovos srovei, o mažiausias stiprinimas i beveik neturi įtampos kritimo stiprintuve nuokrypio, net kai apkrovos srovė svyruoja.

Tikrasis išėjimo stiprintuvo įtampos kritimas yra maždaug 1,3 voltai, o esant vidutiniam 10 voltų įėjimui, tai suteikia maždaug 8,7 voltų išėjimą.

Tai atrodo beveik lygu nurodytam 9 V, atsižvelgiant į tai, kad net ir tikra 9 voltų baterija gali rodyti nuo 9,5 V iki 7,5 V svyravimus veikimo laikotarpiu.

Dabartinės ribos pridėjimas prie serijos reguliatoriaus

Pirmiau paaiškintiems reguliatoriams paprastai tampa svarbu pridėti išėjimo trumpojo jungimo apsaugą.

Tai gali būti reikalinga tam, kad konstrukcija galėtų užtikrinti gerą reguliavimą kartu su maža išėjimo varža. Kadangi maitinimo šaltinis yra labai mažos varžos, atsitiktinio išėjimo trumpojo jungimo atveju gali praeiti labai didelė išėjimo srovė.

Dėl to išvesties tranzistorius kartu su keliomis kitomis dalimis gali iškart sudegti. Tipiškas saugiklis gali tiesiog nesugebėti tinkamai apsaugoti, nes žala greičiausiai atsiras dar prieš tai, kai saugiklis galėtų sureaguoti ir išsprogti.

Lengviausias būdas tai įgyvendinti galbūt pridedant srovės ribotuvą prie grandinės. Tai apima papildomas grandines, neturinčias tiesioginio poveikio projekto veikimui normaliomis darbo sąlygomis.

Tačiau dėl srovės ribotuvo išėjimo įtampa gali greitai nukristi, jei prijungta apkrova bando pritraukti daug srovės.

Tiesą sakant, išėjimo įtampa mažėja taip greitai, kad nepaisant trumpojo jungimo, esančio visoje išvestyje, grandinės turima srovė yra šiek tiek didesnė už nurodytą maksimalų vardą.

Srovės ribojimo grandinės rezultatas įrodytas žemiau pateiktais duomenimis, kurie parodo išėjimo įtampą ir srovę, atsižvelgiant į laipsniškai mažėjančią apkrovos varžą, kaip pasiekta iš siūlomo akumuliatoriaus pašalinimo įrenginio.

The srovės ribojimo schema veikia naudojant tik porą elementų R2 ir Tr3. Jo reakcija iš tikrųjų yra tokia greita, kad paprasčiausiai pašalina visus galimus trumpojo jungimo pavojus išėjime, taip užtikrindama išvesties įrenginių apsaugą nuo gedimų. Srovės ribotuvo veikimą galima suprasti taip, kaip paaiškinta toliau.

R2 yra prijungtas nuosekliai su išėjimu, todėl R2 sukurta įtampa yra proporcinga išėjimo srovei. Kai išvesties suvartojimas siekia 100 mA, R2 sukurtos įtampos nepakaks suveikti Tr3, nes tai silicio tranzistorius, kurio įjungimui reikalingas mažiausias 0,65 V potencialas.

Tačiau kai išėjimo apkrova viršija 100 mA ribą, ji generuoja pakankamai potencialo per T2, kad tinkamai įjungtų Tr3 į laidumą. TR3 savo ruožtu sukelia tam tikrą srovės srovę link Trl per neigiamą tiekimo bėgį per apkrovą.

Tai lemia tam tikrą išėjimo įtampos sumažėjimą. Jei apkrova didėja toliau, proporcingai padidėja potencialas visame R2, o tai priverčia Tr3 įsijungti dar sunkiau.

Tai leidžia didesnius srovės kiekius perkelti link Tr1 ir neigiamą tiesę per Tr3 ir apkrovą. Šis veiksmas toliau lemia proporcingai didėjančią išėjimo įtampos įtampą.

Net esant išėjimo trumpajam jungimui, Tr3 greičiausiai bus stipriai nukreiptas į laidumą, priversdamas išėjimo įtampą nukristi iki nulio, užtikrinant, kad išėjimo srovei niekada nebūtų leista viršyti 100 mA žymos.

Kintamasis reguliuojamas stendo maitinimas

Kintamos įtampos stabilizuoti maitinimo šaltiniai dirbti panašiu principu, kaip ir fiksuoto įtampos reguliatorių tipai, tačiau jiems būdingas a potenciometro valdymas kuris palengvina stabilizuotą išėjimą su kintamu įtampos diapazonu.

Šios grandinės yra tinkamiausi kaip stendo ir dirbtuvių maitinimo šaltiniai, nors jie taip pat gali būti naudojami tose programose, kuriose analizei reikalingi skirtingi reguliuojami įėjimai. Tokiems darbams maitinimo potenciometras veikia kaip iš anksto nustatytas valdiklis, kuris gali būti naudojamas tiekimo išėjimo įtampai pritaikyti iki norimo reguliuojamo įtampos lygio.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodytas klasikinis kintamos įtampos reguliatoriaus grandinės pavyzdys, užtikrinantis nuolat kintamą stabilizuotą išėjimą nuo 0 iki 12 V.

Pagrindinės funkcijos

• Dabartinis diapazonas yra ribojamas iki didžiausios 500 mA, nors tai gali padidėti iki aukštesnio lygio tinkamai atnaujinant tranzistorius ir transformatorių.
• Konstrukcija užtikrina labai gerą triukšmo ir bangų reguliavimą, kuris gali būti mažesnis nei 1 mV.
• Didžiausias įėjimo ir reguliuojamosios galios skirtumas yra ne didesnis kaip 0,3 V net ir esant pilnai išėjimo apkrovai.
• Reguliuojamas kintamas maitinimo šaltinis gali būti idealiai naudojamas išbandant beveik visų tipų elektroninius projektus, kuriems reikalingi aukštos kokybės reguliuojami maitinimo šaltiniai.

Kaip tai veikia

Šioje konstrukcijoje galime pamatyti potencialų daliklio grandinę, įtrauktą tarp išėjimo zenerio stabilizatoriaus pakopos ir įvesties buferio stiprintuvo. Šį potencialų daliklį sukuria VR1 ir R5. Tai leidžia „VR1“ slankiojančią ranką sureguliuoti nuo mažiausiai 1,4 voltų, kai jis yra arti savo bėgių kelio pagrindo, iki 15 V zenerio lygio, kai jis yra aukščiausiame savo reguliavimo diapazono taške.

Išėjimo buferio stadijoje yra maždaug 2 voltai, leidžiantys išėjimo įtampos diapazoną nuo 0 V iki maždaug 13 V. Tai pasakius, viršutinė įtampos sritis yra jautri dalims, pvz., 5% zenerio įtampos tolerancijai. Todėl optimali išėjimo įtampa gali būti tamsesnė nei 12 voltų.

Keletas efektyvių rūšių apsaugos nuo perkrovos grandinė gali būti labai svarbus bet kokiam stendo maitinimo šaltiniui. Tai gali būti būtina, nes išvestis gali būti pažeidžiama atsitiktinių perkrovų ir trumpųjų jungimų.

Mes naudojame gana paprastą srovės ribojimą šiame projekte, kurį nustato Trl ir su juo susiję elementai. Kai įrenginys veikia normaliomis sąlygomis, R1 sukurta įtampa, kuri nuosekliai pritvirtinta prie maitinimo įtampos, yra per maža, kad Trl pradėtų veikti.

Pagal šį scenarijų grandinė veikia normaliai, be mažo įtampos kritimo, kurį generuoja R1. Tai beveik nedaro įtakos įrenginio reguliavimo efektyvumui.

Taip yra todėl, kad R1 etapas yra prieš reguliatoriaus schemą. Esant perkrovos situacijai, R1 sukeltas potencialas šaudo iki maždaug 0,65 voltų, o tai priverčia Tr1 įsijungti dėl bazinės srovės, gautos iš potencialo skirtumo, susidariusio per rezistorių R2.

Tai lemia, kad R3 ir Tr 1 pritraukia reikšmingą kurento kiekį, todėl įtampos kritimas visame R4 iš esmės padidėja, o išėjimo įtampa sumažėja.

Šis veiksmas akimirksniu apriboja išėjimo srovę iki didžiausios nuo 550 iki 600 mA, nepaisant trumpojo jungimo išėjime.

Kadangi srovės ribojimo funkcija išėjimo įtampą apriboja iki praktiškai 0 V.

R6 yra suklastotas kaip apkrovos rezistorius, kuris iš esmės neleidžia išėjimo srovei tapti per mažai ir buferinis stiprintuvas negali veikti normaliai. C3 leidžia prietaisui pasiekti puikų trumpalaikį atsaką.

Trūkumai

Kaip ir bet kuris įprastas linijinis reguliatorius, Tr4 galios išsiskyrimą lemia išėjimo įtampa ir srovė, ir maksimalus, kai puodas sureguliuotas esant mažesnei išėjimo įtampai ir didesnei išėjimo apkrovai.

Sunkiausiomis aplinkybėmis per Tr4 gali būti sukelta 20 V įtaka, todėl pro ją teka maždaug 600 mA srovė. Dėl to tranzistoriaus galia išsisklaidys maždaug 12 vatų.

Norint tai toleruoti ilgą laiką, prietaisas turi būti sumontuotas ant gana didelio radiatoriaus. VR1 galima būtų sumontuoti su didele valdymo rankenėle, palengvinančia kalibruotą skalę, rodančią išėjimo įtampos žymes.

Dalių sąrašas

• Rezistoriai. (Visi 1/3 vatų 5%).
• R1 1,2 omai
• R2 100 omų
• R3 15 omų
• R4 1k
• R5 470 omų
• R6 10k
• VR1 4,7k tiesinė anglis
• Kondensatoriai
• C1 2200 µF 40V
• C2 100 µF 25V
• C3 330 nF
• Puslaidininkiai
• Tr1 BC108
• Tr2 BC107
• Tr3 BFY51
• Tr4 TIP33A
• DI iki D4 1N4002 (4 išjungta)
• D5 BZY88C15V (15 voltų, 400 mW „Zener“)
• Transformatorius
• T1 Standartinis maitinimo šaltinis, 17 arba 18 voltų, 1 amp
• antraeilis
• Perjungti
• S1 D.P.S.T. sukamasis maitinimo tinklas arba perjungimo tipas
• Įvairūs
• Dėklas, išvesties lizdai, grandinės plokštė, maitinimo laidas, laidas,
• lydmetalis ir kt.

Kaip sustabdyti tranzistoriaus perkaitimą esant didesniems įvesties / išvesties skirtumams

Praeinančio tranzistoriaus tipo reguliatoriai, kaip paaiškinta aukščiau, paprastai susiduria su situacija, kai patiria ypač didelį išsklaidymą, atsirandantį iš nuoseklaus reguliatoriaus tranzistoriaus, kai išėjimo įtampa yra daug mažesnė nei įėjimo įtampa.

Kiekvieną kartą esant didelei išėjimo srovei esant žemai įtampai (TTL), gali būti labai svarbu ant aušintuvo naudoti aušinimo ventiliatorių. Galbūt griežta iliustracija gali būti šaltinio bloko scenarijus, nurodantis tiekti 5 amperus nuo 5 iki 50 voltų.

Šio tipo įrenginiai paprastai gali turėti 60 voltų nereguliuojamą maitinimą. Įsivaizduokite, kad šis konkretus prietaisas turi naudoti TTL grandines per visą vardinę srovę. Serijos elementas grandinėje šioje situacijoje turės išsklaidyti 275 vatus!

Panašu, kad pakankamai aušinimo užtikrins tik serijinio tranzistoriaus kaina. Jei įtampos kritimą virš reguliatoriaus tranzistoriaus galima apriboti iki 5,5 voltų, neatsižvelgiant į pageidaujamą išėjimo įtampą, sklaidą galima iš esmės sumažinti pirmiau pateiktoje iliustracijoje, tai gali būti 10% jo pradinės vertės.

Tai galima pasiekti panaudojus tris puslaidininkines dalis ir porą rezistorių (1 pav.). Štai kaip tai tiksliai veikia: tiristorius Thy leidžiama normaliai praleisti laidumą per R1.

Nepaisant to, kai įtampos kritimas per T2 - serijos reguliatorius viršija 5,5 voltus, T1 pradeda veikti, todėl tiristorius „atsidaro“ tolesniame nulio kryžminime tilto lygintuvo išėjime.

Ši specifinė darbo seka nuolat kontroliuoja krūvį, tiekiamą per C1 - filtro kondensatorių, kad nereguliuojamas maitinimas būtų fiksuotas 5,5 voltų virš reguliuojamos išėjimo įtampos. R1 reikalinga atsparumo vertė nustatoma taip:

R1 = 1,4 x Vsek - (Vmin + 5) / 50 (rezultatas bus k omais)

kur Vsec rodo antrinę transformatoriaus RMS įtampą, o Vmin - mažiausią reguliuojamo išėjimo vertę.

Tiristorius turi būti kompetentingas atlaikyti didžiausią pulsacijos srovę, o jo veikimo įtampa turėtų būti mažiausiai 1,5 Vsek. Serijos reguliatoriaus tranzistorius turėtų būti nurodytas palaikyti didžiausią išėjimo srovę „Imax“ ir turėtų būti sumontuotas ant radiatoriaus, kur jis gali išsklaidyti 5,5 x Isek vatus.

Išvada

Šiame įraše mes sužinojome, kaip sukurti paprastas linijinės įtampos reguliatoriaus grandines, naudojant nuoseklųjį tranzistorių ir zenerio diodą. Linijiniai stabilizuoti maitinimo šaltiniai suteikia mums gana paprastas galimybes sukurti fiksuotus stabilizuotus išėjimus, naudojant minimalų komponentų skaičių.

Tokiuose projektuose iš esmės NPN tranzistorius yra sukonfigūruotas nuosekliai su teigiamos įvesties maitinimo linija įprastu spinduolio režimu. Stabilizuota išvestis gaunama per tranzistoriaus spinduolį ir neigiamą maitinimo liniją.

Tranzistoriaus pagrindas yra sukonfigūruotas „zener“ spaustuko grandine arba reguliuojamu įtampos dalikliu, kuris užtikrina, kad tranzistoriaus emiterio pusės įtampa artimai atkartoja bazinį potencialą tranzistoriaus emiterio išėjime.

Jei apkrova yra didelė srovės apkrova, tranzistorius reguliuoja įtampą apkrovai, padidindamas jo atsparumą, ir taip užtikrina, kad įtampa į apkrovą neviršytų nustatytos pastoviosios vertės, nustatytos pagal jo pagrindinę konfigūraciją.