Transistori pinge stabilisaator

Raadioamatööri käsutuses ei ole alati vajalikke mikrolülitusi ja seejärel pikaajalisele praktikale (vt skeem) ühendatud transistori skeem abi saamiseks:

Pingeregulaatori tehnilised omadused on järgmised:

Maksimaalne koormusvool, A. 2

Väljundpinge, V. 5; 6; 9; 12 või 15;

Transistor VT1 tuleb paigaldada radiaatorisse, mille jahutuspindala on vähemalt 50 cm2. Kodumaise transistori KT829A asemel võite installida välismaise BDX53 Motorola. Kondensaatorid К50-35, takistid МЛТ-0,5.

Trükkplaat ja selle elementide paigutus on toodud alljärgnevas joonisel:

I. I. Masyagin. Raadioautomaatide oskused

Transistori pinge stabilisaator

Elektroonikaseadmete käitamiseks on vajalik pinge, millel on täpselt määratletud omadused. Kuid tööstusvõrgus pinge muutub pidevalt. Selle tase sõltub seotud ettevõtetest, hoonetest ja seadmetest. Mis tahes seadme töö sõltub otseselt pingest, selle parameetri kõikumised mõjutavad töökvaliteeti, näiteks tilgad, võib vastuvõtja vallandada või suminat. Selle probleemi lahendamiseks kasutage transistori stabilisaatoreid.

Impulsi tüübi stabilisaator

Stabiliseerija põhimõte

Üks osa sellest seadmest vastutab kontrollväärtuse võrdlemise eest, teine ​​- kontrollib parameetreid. Kui sissetulev parameeter on nõutavast indikaatorist suurem, vähendab see seda süsteemi. Kui väärtus on väiksem, suurenevad omadused. Sama skeemi kohaselt reguleeritakse kraanivees olevat vett: kui vool on väiksem kui vaja, liigub ventiil ja vastupidi.

Stabiliseerimispõhimõtet kasutatakse mitmesugustes seadmetes, alates triikidest kuni kosmosetööstuseni. Erinevus seisneb ainult näitajate kontrollimise ja juhtimise tehnoloogia kasutamises.

Oluline! Olemasoleva GOSTi kohaselt võib võrgu pinge varieeruda kuni 5% ja reaalsetes tingimustes ja 10% määratud väärtusest. Seadme kvaliteetseks tööks ei tohi see näitaja ületada 0,1%.

Kõige lihtsam pingeregulaator sisaldab vaid 2 elementi:

1. võrdluspingeallikas on zeneri diood VD1;
2. ballasttakisti R1.

Zeneri diood on diood, mis stabiliseerimispinge teatavates väärtustes (pöördvõrdeline) hakkab voolama voolu vastupidises suunas. Kui pinge tõuseb, kui sisemine takistus väheneb, hoiab see zeneri diood pinget seatud väärtuses. Tööpõhimõtteid saab näha pingeregulaatori ahelas.

Stabiliseerija skeem ja ajakava

Kui pöördpinge suureneb, siis on zeneri dioodil takistus, seega on väljundvool minimaalne. Kui määratud parameeter on saavutatud, hakkab vool suurenema. Siis jõuallikast 1 voolupinge omadusele pinge ei suurene vaatamata praeguste indeksite tõusule. P-n-ristmikul tõuseb pinge ainult takistile, töötab zener-diood eelseadistatud režiimis. Loomulikult võib ükskõik milline zeneri diood hoida pinget ainult etteantud väärtusega ja pärast punkti 2 jõudluse suurendamist saab raku soojeneda ja ebaõnnestuda. Punktide 1 ja 2 vaheline kaugus on tööpiirkond.

Selline lihtne stabiliseerimismeetod sobib ainult võrkudele, kus kasutatakse väikeseid vooge. Kandevõime suurendamiseks kasutatakse emitterilaiendit bipolaarse transistori kujul. See element kordab rakendatud pinget. Selle tõttu võib koormus olla suurusjärgus suurem. Võite kasutada mitmete transistoride ahelat, siis suureneb koormus veelgi.

Selliste skeemide loomisel on oluline arvestada, et p-n liite vähenemise tõttu väheneb väljundpinge. Seepärast on vaja valida zeneri diood, võttes arvesse transistoride üleminekute kadusid. Kahe transistori skeemil on näha veel üks takisti. Seda kasutatakse teise transistori reaktiivkomponendi kõrvaldamiseks.

Kaks lihtsat stabilisaatorit

Omaduste arvutamise põhimõtted

Stabiliseerija põhinäitajad on maksimaalne väljundpinge Uout, minimaalne väljundpinge Uout1 ja maksimaalne vool Imax. Oletame, et need kogused on vastavalt 14 volti, 1,5 volti ja 1 amprit. Arvutage sisendpinge valemiga:

Uin = Uout + 3, kus 3 on pinge languskoefitsient koguja emitteri ristmikul.

Pöörake tähelepanu! Transistori passiparameetrid peaksid tagama poolrežiimis toimimise ja taluma väljundpinge ja väljundandmete vahelist pinget erinevust.

Edasi arvutage maksimaalne võimsus Pmax, mida transistor hõivab:

• Pmax = 1,3 (Uin-Uout) Imax = 1,3 (17-14) = 3,9 W;
• Pmax = 1,3 (Uin-Uout1) Imax = 1,3 (17-1,5) = 20,15 W.

Nagu näha, saadakse minimaalse sisendpinge arvutamisel suurem väärtus, ja see väärtus on õige, et transistor võtaks viite abil. Meie juures on see KT817.

Oluline! Pinge väärtus peab olema suurem kui sisendväärtus ja vool on suurem kui määratud maksimumväärtus. Vastasel juhul töötab element võimaluste piires ja kiiresti ebaõnnestub.

FET-ahel

Nüüd peame võtma arvesse transistori enda Ib max-baasvoolu:

Ib max = Imax / h21E min, kus h21E min on praegune ülekandetegur (meie puhul on see väärtus 25).

Nende näitajate tundmaõppimiseks saate määrata transistori pingeregulaatori omadused. Stabiliseeritud pinge on 14 volti ja vooluhulk on valemiga 0,04 A. Nende parameetrite kohaselt on D814D sobiv, kuid antud juhul on baasvool 0,005 A, st väljundväärtus tuleks langetada. Selleks kasutatakse teist transistorit (KT315). Selle kasutamise tõttu väheneb koormus teise transistori maksimaalse voolu ülekandeteguri väärtusega (meil on h21E = 30). Seega on vool 0,04 / 30 = 0,00133 mA.

Nüüd määratleme Rb-ballasttakisti parameetrid:

Rb = (Ui-Ust) / (Ib Ist max + min) = (17-14) / (0,00133 + 0.005) = 474 oomi kui:

• Ist min - voolu stabiliseerimine;
• Ust pinge stabiliseerimise stabilitron.

Siis kaalume ballasti võimsust:

Täiendava takisti parameetreid arvutatakse harva, selle osa valimisel tuleb arvestada ainult ühe asjaga, et selle praegune väärtus peaks olema väiksem kui maksimaalne koormus. Me kasutame 1 oomi takistusega takisti.

Kompensatsiooni stabilisaatorid

Eespool käsitletud ahelad on parameetrilised stabilisaatorid, st seadmed, mis töötavad zeneri dioodil. Hüvitisskeeme peetakse täpsemaks, kui tagasiside on olemas, ja stabiliseerivat komponenti võrreldakse võrdlusväärtustega. Peamine eelis selliste seadmete täpne väljundpinge, mis hõlmab peaaegu mingit mõju koormusvoolu, samas parameetriline süsteemid on koormus mõju töö transistori stabilisaator.

Kompenseerivat tüüpi stabilisaator võib olla järjestikune ja paralleelne. Esimeses variandis on kontroll-elemendid tavaliselt transistorid.

Järjestikuse hüvitusregulaatorid

Diagrammil:

• P - reguleeriv element;
• Ja - võrdluspinge allikas;
• ES - võrdlusalus;
• Y - konstantse voolu võimendi.

Seeria stabilisaatori väljundpinge määratakse ülaltoodud valemiga, kus vastavalt R4 'ja R4' on resistori R4 ülemised ja alumised väärtused. Transistor VT1 toimib reguleeriva elemendina ja VT2 stabiliseerib, st võrdleb ja vajadusel võimendab. Võrdluspinge allikas on zeneri diood VD1. Aluse ja VT2 emitteri vahel on pinge defineeritud kui UOP ja UREG vaheline erinevus. Kui koormusel on pinge suurenemine, suurendab UREG nii VT2-i kui ka koguja voolu. Veelgi enam, skeemi kohaselt läheb kollektorvool resistorile R1, mis põhjustab pinge languse. See pinge on pöördvõrdelises polaarsusega emitterile osa VT1, nii kollektori ja emitteri vool transistori sügisel ja hinnatud koormuse pinge on taastatud.

Stabiliseerija väljundsignaali sujuvaks reguleerimiseks kasutatakse R3, R4, R5 koosseisu kuuluvat pistikujaoturit. Astmelist reguleerimist teostatakse zeneri dioodi võrdluspingega.

Paralleelse tüübi kompenseeriva stabilisaatori tüüpiline skeem

Paralleeldi tüüpi kompensatsioonpinge regulaatoril, kui toimub nimiväärtusest kõrvalekaldumine, ilmneb veasignaal, mis erineb võrdlus- ja väljundpinge vahel. Veelgi enam, see signaal amplifitseeritakse reguleeritavale osale, mis on koormusega paralleelne. Selle tagajärjel muutub reguleerseadme vool, takistuse R1 pinge langeb ja väljund jääb konstantseks:

Oluline! Paralleelselt tüüpi stabilisaatorite efektiivsus on väike, seetõttu kasutatakse neid skeeme harva.

Impulss stabiliseerijad

Lisaks kompenseerivatele ja parameetrilistele stabilisaatoritele on impulsi ahelad, kus efektiivsus on suurim, isegi kui sisendpingete vahemik on piisavalt suur. Nende seadmete töö põhineb asjaolul, et reguleeriv element on impulssrežiimis välja lülitatud ja välja lülitatud. Stabiliseerija üldskeem koosneb võtmehoidjast, energia salvestus- ja juhtimisahelast. Ajami ja võti koos esindavad jõuosa, koos nendega moodustavad nad juhtkontuuri.

Kolme transistori baasil saab monteerida impulsspinge regulaatorit. Sellisel juhul on VT1, VT2 peamine reguleeriv element ja VT3 on vajalik veasignaali võimendamiseks.

Pulssregulaatori ahel

Algoritm on järgmine:

1. Kogurilt VT2 läbi kondensaatori C2 baasi VT1 saab positiivse tagasiside pinge;
2. VT2 praegusel küllastusel resistorist R2 avaneb;
3. Kottide ja emitteride ühendamisel küllastunud VT1-ga on VT2 avamisel väiksem pinge, siis kui VT1 on avatud, on VT2 suletud;
4. VT3 võimendi kaudu emitter on ühendatud zeneri dioodiga VD2 ja alusega väljundpinge R5, R6, R7 jagajaga;
5. Seega reguleerib VT1 VT2 sulgemist ja avamist VT3 signaalil;
6. Kui VT2 on avatud, akumuleerub energia gaasihoovasse pärast energia sulgemist koormusse.

Kõik esitatud skeemid võimaldavad kokku panna stabilisaatorite lihtsama versiooni.

Parameetri pingeregulaatori arvutamine transistoridele

Antud parameetrilise pinge stabilisaatori lihtsustatud arvutusmeetod on antud transistoridele. Lihtsa parameetrilise stabilisaatori kava zeneri dioodile ja takistile on näidatud joonisel 1.

Antud parameetriline pinge regulaator

Sisendpinge Uin peab olema oluliselt kõrgem kui zeneri dioodi VD1 stabiliseeriv pinge. Ja see, et zeneri diood ei voolu läbi, on piiratud konstantse takisti R1 poolt. Väljundpinge Uout võrdub zeneri dioodi stabiliseeriva pingega ja väljundvooluga on olukord keerulisem.

Fakt on see, et igal zeneri dioodil on selle kaudu teatud töövooluulatus, näiteks minimaalne stabiliseeriv vool 5 mA ja maksimaalselt 25 mA. Kui ühendame koormuse sellise stabilisaatori väljundiga, siis voolab osa sellest välja.

Ja selle voolu maksimaalse väärtuse väärtus sõltub takistusest R1 ja zeneri dioodi minimaalsest stabiliseerimisvoolust, - zener-dioodi minimaalne stabiliseeriv vool vähendab maksimaalset koormusvoolu. See tähendab, et selgub, et mida väiksem on takistus R1, seda suurem on vool koormusele. Samal ajal ei tohiks R1 kaudu läbitav vool olla suurem kui zeneri dioodi maksimaalne stabiliseeriv vool.

Joon. 1. Parameetrilise stabilisaatori skeem zeneri dioodile ja takistile.

Sest esiteks pakkumise Zener kohustatud säilitama stabiilse pinge väljund ja teiseks tunneldioodStencils võib hävitada, kui see ületab maksimaalse praeguse stabiliseerimine, mis võib lahti ühendades koormus või tema töö režiim madala voolutarve.

Selle skeemi kohaselt on stabilisaator väga ebaefektiivne ja sobib tarnima ainult ahelat, mis tarbivad ainult zeneri dioodi maksimaalset voolu. Seepärast kasutatakse joonisel fig 1 toodud skeemi kohaselt stabilisaatoreid ainult väikese koormustoruga ahelates.

Pinge stabilisaator transistori abil

Kui on vaja anda rohkem või vähem olulist koormusvoolu ja vähendada selle mõju stabiilsusele, on vaja suurendada stabilisaatori väljundvoolu, kasutades transmissiooni, mis on sisse lülitatud emitteri tõukuri ahelaga (joonis 2).

Joon. 2. Parameetri pingeregulaatori skeem ühel transistoril.

Antud stabilisaatori maksimaalne koormustegur määratakse kindlaks järgmise valemi abil:

Ін = (Іст - Іст.міні) * h21е.

kus Ист. - kasutatud zeneri keskmine stabiliseeriv vool, h21e on transistori VT1 aluse praegune ülekandetegur.

Näiteks kasutades Zener KS212ZH (stabiliseerimisel keskmine vool = (0,013-0,0001) / 2 = 0,00645A) KT815A transistori h21 e - 40) saame hangib stabilisaatori vastavalt skeemile joonisel 2 vool on mitte rohkem kui: ( 0,006645-0,0001) 40 = 0,254 A.

Pealegi, kui väljundpinge arvutused tuleb arvesse võtta, et see saab olema 0,65V alla Zener pinge stabiliseerimise sest see langeb umbes 0,6-0,7V (võttes umbes 0,65V) Silicon transistor.

Proovime arvutada stabilisaator vastavalt skeemile joonisel 2.

Võtame järgmised algandmed:

• Sisendpinge Uin = 15V,
• väljundpinge Uout = 12V,
• maksimaalne vool koormuse kaudu In = 0,5A.

Tekib küsimus, mida valida - suured keskmise vooluga zener-diood või suur h21e-transistor?

Kui meil on transistori KT815A koos h21e = 40, järgmise valemi = Іn (Іst -Іst.min) h21e peame dioodi koos keskmiste vahest jooksva ja minimaalse 0,0125A. Pinge abil peaks see olema 0,65 V kõrgem väljundpingest, see on 12,65 V. Proovime kataloogi üles otsida.

Siin on näiteks stabilisaator KS512A, selle stabiilsuspinge on 12 V, minimaalne vool on 1 mA, maksimaalne vool on 67 mA. See tähendab, et keskmine vool on 0,033A. Tavaliselt sobib, kuid väljundpinge ei ole 12V, vaid 11,35V.

Vajame 12 V See jääb kas otsima zeneri dioodi 12,65 V juures või kompenseerida ränidioodi pinge puudumist, kaasa arvatud järjestikku zeneri dioodiga, nagu on näidatud joonisel 3.

Joonis 3. Parameetrilise pinge regulaatori skemaatiline diagramm, millele on lisatud diood.

Nüüd arvutage takistus R1:

R = (15 -12) / 0,0125 A = 160 oomi.

Paar sõna transistori valimise kohta kollektori võimsuse ja maksimaalse voolu poolest. Maksimaalne kollektori vool И.max. ei tohi olla väiksem kui maksimaalne koormusvool. See on meie puhul vähem kui 0,5A.

Võimsus ei tohiks ületada maksimaalset lubatud. Arvutage võimsus, mis hajub transistoril järgmise valemiga:

P = (Uvh - Uout) * Івых.

Meie juhul P = (15-12) * 0,5 = 1,5 W.

Seega, І.max. transistor peaks olema vähemalt 0,5A ja Рмакс. mitte vähem kui 1,5W. Valitud transistor KT815A sobib suureks varieeruks (Ik.max = 1,5 A, PMax = 10W).

Komposiit-transistori ahel

Suurendage väljundvoolu, suurendamata voolu läbi zeneri dioodi, suurendades lihtsalt transistori h21-d. Seda saab teha, kui kombineeritud vooluahelasse sisestatud ühe transistori asemel kasutatakse kahte transistorit (joonis 4). Sellises skeemis on h21e kogus ligikaudu võrdne mõlema transistori h21e tootega.

Joon. 4. Pingeregulaatori skemaatiline diagramm, mis põhineb komposiittransistoril.

Transistor VT1 võtab väikese võimsusega ja VT2 koormusele vastava võimsuse ja voolu. Kõik arvutatakse samamoodi nagu joonise 3 skeemil. Aga nüüd on meil kaks ränistransistorit, nii et väljundpinge väheneb mitte 0,65 V, vaid 1, 3 V võrra.

Seda tuleks zener-dioodi valimisel arvestada - selle stabiliseerimispinge (ränistransistoride kasutamisel) peaks olema 1, 3V võrra suurem kui nõutav väljundpinge. Lisaks ilmnes resistor R2. Selle eesmärk on summutada transistori VT2 reaktiivkomponent ja tagada transistori usaldusväärne reaktsioon pinge muutusel selle aluses.

Selle vastupanuvõime suurus ei ole eriti tähtis, kuid see ei tohiks ületada mõistlikke piire. Tavaliselt valitakse see umbes 5 korda suurem kui takistus R1.

Zeneri dioodi ja transistori stabilisaator

Toiteplokk "See on lihtsam". Teine osa

Tähelepanu palun! Märgiste lisamise järjekord on tähtis! Alustage kõige tähtsama lisamisega. Võimalusel kasutage olemasolevaid silte

Jah, kas sa tulid? Mis uudishimu piinatakse? Kuid ma olen väga õnnelik. Ei, tõesti. Tee ennast mugavaks, nüüd teeme mõningaid lihtsaid arvutusi, mis on vajalikud toiteploki ühendamiseks, mida oleme juba teinud artikli esimeses osas. Kuigi pean ütlema, et need arvutused võivad olla kasulikud keerukamates skeemides.

Niisiis, meie toiteallikas koosneb kahest põhikomponendist - alaldi, mis koosneb transformaatorist, alaldi dioodidest ja kondensaatorist ning stabilisaatorist, mis koosneb kõigest muust. Nagu tõelised indialased, alustame ehk lõpuks ja arvutage esmalt stabilisaator.

Stabilisaator on näidatud joonisel.

See, nn parameetriline stabilisaator. See koosneb kahest osast:
1 - stabilisaator ennast zeneri dioodil D koos ballastitakisti R b
2 - emitteri jälgija transistoril VT.

Selle tagamiseks, et pinge jääb vajalikuks, jälgib stabilisaator ja emitteri jälgija võimaldab ühendada võimsama koormuse stabilisaatoriga. See mängib võimendaja rolli või, kui sulle meeldib, tihendaja.

Meie toiteallika kaks põhiparameetrit on väljundpinge ja maksimaalne koormusvool. Vaatame neid:
Uout on pinge
ja
Imax on vool.

Energiavarustuse osas, mille me oleme viimases osas mahalaaditud, Uout = 14 V ja Imax = 1 Ampere.

Kõigepealt peame kindlaks määrama, millist pinget Uin peame stabilisaatorile rakendama, et saada väljundisse vajalikku Uout.
See pinge määratakse kindlaks järgmise valemi abil:

Kust see näitaja 3 pärineb? See on VT transistori kollektori-emitteri ristmikul asuv pingelangus. Seega, meie stabilisaatori kasutamisel oma sisendis, peame kasutama vähemalt 17 volti.

Vaatame, millist transistorit VT vajame. Selleks peame kindlaks määrama, kui palju energiat see hajub.

Üks peab arvestama ühe hetkega. Arvutamiseks võtsime me toiteallika maksimaalse väljundpinge. Selles arvutuses on siiski vajalik vastu võtta minimaalne pinge, mida PSU toodab. Ja see on meie puhul 1,5 volti. Kui seda ei tehta, võib transistor olla kaetud vasekassiga, kuna maksimaalne võimsus arvutatakse valesti.
Vaadake ise:

Kui me võtame Uout = 14 volti, siis saame P max = 1.3 * (17-14) * 1 = 3.9 W.
Ja kui võtame Uout = 1,5 volti, siis P max = 1,3 * (17-1,5) * 1 = 20,15 W

See tähendab, et kui seda ei oleks arvesse võetud, oleks osutunud, et arvutatud võimsus on FIVE korda väiksem kui tegelik. Muidugi ei meeldi transistor seda väga.

Noh, nüüd ronime kataloogi ja valime transistori.
Lisaks äsja vastuvõetud võimsus, on vaja arvesse võtta, et piirata vaheline pinge emitteri ja kollektori peaks olema rohkem Ui ja maksimaalselt kollektori vool peab olema suurem kui Imax. Valisin KT817 - päris korraliku transistori.

Phew, noh, sellegipoolest tegeleme sellega. Lähme edasi.

Leiame stabilisaatorit ise.

Esiteks, me määratleda maksimaalne baasi vool transistori svezhevybrannogo (Mida te arvate meie julma maailma tarbida kõike - isegi transistori baasi).

I b max = I max / h21 E min

E h21 min - on minimaalne voolutugevus ülekandeteguriks transistori, ja see on võetud kataloogist Kui on määratletud piirides selle parameetri - midagi 30... 40, see võtab väikseima. Noh, minu kataloogis on ainult üks number - 25, siis vaatame seda ja mis veel jääb?

I b max = 1/25 = 0,04 A (või 40 mA). Mitte natuke.

Nüüd vaatame nüüd zeneri dioodi.
Selle otsinguks peaks olema kaks parameetrit - stabiliseerimispinge ja stabiliseerimisvool.

Stabiliseerimispinge peaks olema võrdne toiteallika maksimaalse väljundpingega, st 14 voldiga, ja vooluga - vähemalt 40 mA, see tähendab, mida me arvutasime.
Nad kasutasid jälle käsiraamatut.

Pinge all kardame Zener D814D, lisaks sellele oli see käepärast. Kuid siin on stabiliseerimisvool... 5 mA pole üldse hea. Mida me teeme? Me vähendame väljundi transistori baasvoolu. Selleks lisame ringkonnale veel ühe transistori. Me vaatame pilti. Lisasime vooluahela transistori VT2. See toiming võimaldab meil h21E-aegadel vähendada zener-dioodi koormust. h21E, muidugi, transistori, mida me lihtsalt ahelasse lisandime. Eriti mõtlesin, võtsin KT315 näärmete hulgast. Selle minimaalne h21E on 30, see tähendab, et saame voolu vähendada 40/30 = 1,33 mA-ni, mis on meie jaoks üsna sobiv.

Nüüd arvutage ballastitakisti R b takistust ja võimsust.

R b = (Uin-Ust) / (I b max + 1 min min)

kus Ust on zeneri dioodi stabiliseeriv pinge
Ist min - Stabilibri stabiliseerimisvool.

R b = (17-14) / ((1,33 + 5) / 1000) = 470 oomi.

Nüüd määrake selle takisti võimsus

P rb = (U in x -U st) 2 / R b.

P rb = (17-14) 2/470 = 0,02 W.

Tegelikult see kõik on. Seega on algsetest andmetest - väljundpingest ja -voolust - saanud kõik lülituslehed ja sisendpinge, mis tuleb sisestada stabilisaatorisse.

Kuid me ei lõdlema - me ikka veel ootame alaldi. Ma arvan, et nii, ma arvan, et nii (pun on aga).

Nii et vaata alaldi ahelat.

Noh, siin on kõik lihtsam ja peaaegu kõiges oma sõrmedes. Võttes arvesse, et me teame, milline pinge tuleb stabiliseerimisseadmele rakendada - 17 volti, arvutage transformaatori sekundaarmähise pinget. Selleks läheme, nagu alguses - sabast. Niisiis, pärast filtri kondensaatorit peab olema pinge 17 V.

Võttes arvesse, et filtri kondensaator suurendab parandatud pinget 1,41 korda, siis saame, et pärast alaldi silla peaksime saama 17 / 1,41 = 12 volti.
Nüüd arvan, et alaldi sillal kaotame umbes 1,5-2 volti, seetõttu peaks sekundaarmähise pinge olema 12 + 2 = 14 volti. Võib juhtuda, et sellist trafot ei leita, mitte kohutav - sellisel juhul võite kasutada trafot sekundaarmähisega pingele 13 kuni 16 voltiga.

Läheme kaugemale. Määratlege filtri kondensaatori maht.

C ф = 3200I n / U н К н

kus In on maksimaalne koormusvool
Un on koormuse pinge
Kn on pulsatsioonikoefitsient.

Meie juhul
In = 1 Ampere
Un = 17 volti
KH = 0,01.

C ф = 3200 * 1/14 * 0,01 = 18823.

Kuid kuna alaldi taga on veel pingeregulaator, saame vähendada projekteerimisvõimsust 5... 10 korda. See tähendab, et 2000 uF piisab.

Jätkatakse valikujärgsete dioodide või dioodide silla valimine.

Selleks peame teadma kahte peamist parameetrit - maksimaalset voolu läbi ühe dioodi ja maksimaalset pöördpinget lihtsalt ühe dioodi kaudu.

Vajalik maksimaalne pöördpinge eeldatakse olevat nii

U apр max = 2U n, see tähendab, U ообр max = 2 * 17 = 34 Volti.

Ja ühe dioodi maksimaalne vool peaks olema suurem kui vooluvarustuse koormusvool või sellega võrdne. Noh, kataloogide dioodide komplektid näitavad maksimaalset voolu, mis selle komplekti kaudu voolab.

Noh, tundub, et see kõik on alaldi ja parameetriline stabilisaator.
Pealegi on meil stabilisaator kõige laiskele - integreeritud mikroskeemile ja raskesti töötavatele stabilisaatoritele - kompenseerivale stabilisaatorile.

Parameetriline transistori pinge regulaator

Nii on paremal pool lihtsama transistori pinge regulaatori skeem.

1. Ma_et Transistori kollektorvool
2. Ma_Hr - koormusvool
3. Ma_b - transistori baasvool
4. Ma_R - voolu läbi ballasttakisti
5. U_sisse - sisendpinge
6. U_välja - väljundpinge (pinge langus koormamisel)
7. U_art. - pinge langus üle zeneri dioodi
8. U_olgu - pinge langus üle transistori baasmüüduri p-n ristumispunkti

Kuidas selline stabilisaator töötab ja kuidas tema töö erineb parameetrilise stabilisaatori toimimisest zeneri dioodil? Jah, peaaegu mitte midagi oma töö ei erine, - pinge ahela väljund püsib stabiilsena tänu juuresolekul voolu-pinge omadused (stabilitron ja p-n baasi-emitteri pinge transistori) piirkonnad, kus pingelangus on nõrgalt sõltuvad praeguse. See on nii nagu kõigi parameetrilistes stabilisaatorites, stabiilsus saavutatakse komponentide sisemiste omadustega.

Tõepoolest, nagu võib näha jooniselt, pingelang koormus on võrdne erinevusega pingelang tunneldioodStencils ja p-n ümberlülitamise transistori EB. Kuna pingelang tunneldioodStencils on nõrgalt sõltuvad praeguse (tööpiirkond on võrdne pinge stabiliseerimine), pingelangu päripingelises pn ülemineku on ka veidi sõltub praeguse (ränidipooli transistor võib võtta umbes sama kui tavapäraste räni diode - umbes 0, 6 V), selgub, et väljundpinge on samuti konstantne.

Nüüd lisage matemaatika.

Kui koormuse pinge (väljundpinge) on kõik juba selge: U_välja= U_art.-U_olgu, let's arvutama R₀ ja stabilisaatori tavapärase töötamise piirkond. Kuid tehke kõigepealt kaks joonist selle kõrval - meie stabilisaatoriringi tükk ja lihtsa parameetrilise stabilisaatori tükk zener-dioodil:

Tundub, kas pole? Veelgi enam, arutluskäik ja nende seosed R-i arvutamiseks₀ ja tavaline tööpiirkond on samuti väga sarnane.

Võrrand, mis kirjeldab meie stabilisaatoriringi purustatud detaili voolu ja pinget:

Stabilisaatori tavapäraseks tööks (nii et pinge kogu zeneri dioodis jääb alati U-piiresse_{min min} kuni U_{ст max}) on vajalik, et voolu läbi zeneri diood oleks alati I vahemikus_{min min} enne mind_{ст max}. Minimaalne vool, mis läbib zeneri dioodi, voolab minimaalse sisendpingega ja transistori maksimaalse voolu alusega. Teades seda, leiame ballasttakisti:

Kui me leiame, et meie juhul, kui transistor lülitatakse sisse ühise kollektori ahelaga, on aluse vool ühendatud emitteri vooluga suhe I_e= I_b(h_21E+1), on emiteeriv vool koormusvoolust (kuna meil on emiteeriva vooluahela koormus) ja töörežiimis olev zener-dioodi pinge varieerub väheoluliselt (U_{min min} võtame lihtsalt U_art.), siis me saame selle

h_21E+1 on praeguse võimenduse ühine kollektori ahel (h_21K), kuid kuna h_21E tavaliselt piisavalt suur, siis sageli jäetakse termin "+1" kõrvale ja eeldatakse, et h_21K= h_21E, siis saab valem (3) veidi lihtsamaks:

Zener-dioodi läbiv maksimaalne vool liigub transistori minimaalse voolu alusega ja maksimaalse sisendpingega. Võttes arvesse seda ja eespool öeldut, mis käsitleb minimaalset voolu läbi zeneri dioodi, saab võrrandi (1) abil leida stabilisaatori normaalse tööpiirkonna:

Selle väljenduse regrupeerimiseks saame:

Kui me eeldame, et minimaalne ja maksimaalne stabiliseerimispinge (U_{min min} ja U_{ст max}) erinevad väheoluliselt (parempoolsest esimesest tähest võib lugeda nulliks võrdseks) ja ka asjaolu, et I_Hr= I_e= I_bh_21E ("+1" - me viskame välja), siis võrrand, mis kirjeldab stabilisaatori tavapärase tööpiirkonna regiooni, toimub järgmisel kujul:

Sellest valemist saab selgelt näha sellise transistori stabilisaatori eelist parameetrilisel stabilisaatoril zeneri dioodil - transistori stabilisaatori muude võrdsete parameetritega võib väljundvool varieeruda laiemalt.

Näiteks võtame stabilisaatori KS147A (I_art.= 3..53mA) ja hinnake maksimaalne vool, mida saame arvutada, kui pinge langeb 6..10 V kuni 5 V, tingimusel et väljundvool võib varieeruda nullist kuni I_max. Transistor võtame KT815A (h_21E= 40). Lahendades ühiselt võrrandite süsteemi (3), (4), saadakse R₀ umbes 110 Ohm ja maksimaalne vool umbes 550 mA.

Siiski tuleb märkida, et ebastabiilsuse väljundpinge sel juhul olla isegi hullem, sest nüüd pinge ebastabiilsust Zener Veel lisatakse ebastabiilsuse pingelangu p-n vahetamise transistor. Plus, me ei ole pidanud, et väljundpinge on väiksem kui väärtus Zener pingelang pn, et hea oleksime pidanud võtma Zener kui 4,7V ja 5,1 või isegi 5,6 V (I spetsiaalselt korjatud näiteks tunneldioodStencils, nagu artikli kohta parameetriline stabiliseerijana Zeneri selgemalt näha, kuidas samal zener varieerub koormuse vool).

Tegelikult on siin ebastabiilsuse lahendamise meetodid täiesti analoogilised - tuleb mingil viisil vähendada zeneri dioodi pinge ebastabiilsust. Selleks on võimalik, nagu viimasel korral, võtta Zeneri dioodi kitsam tööjoon. Muidugi on samuti viia ahenemine valdkonnas normaalreÏiimile (nii et vahemik töövoolu muutusi Zener väheneb), kuid sel juhul, kui normaalse töö piirkonnas ja nii on laiem kui parameetriline stabilisaatori tunneldioodStencils (umbes h_21E korda), võib väljundpinge stabiilsuse suurendamiseks täiesti endale lubada loobuda osaliselt väljundvoolu ja / või sisendi pinge vahemikust.

Tavapärase tööpinna suurendamiseks võite kasutada kahte transistorit, mis on lisatud Darlingtoni või Shiklia skeemile (joonis vasakul). Sel juhul h_21E on palju rohkem.

Noh, kriuksuma - teha hüvitise pingeregulaatori töövõimendist nagu opamp saada mitte ainult kauem, kuid palju, palju, palju - palju kordi rohkem kui mis tahes transistor (vastavalt saame kitsamas vahemikus muuta praegust kaudu zeneri diood, me saame veelgi vähem pingemuutust ja sellest tulenevalt isegi stabiilsemat väljundpinget).

On veel üks võimalus - võite võtta tavalise zeneri dioodi asemel integreeritud zeneri dioodi, näiteks TL431. Sellisel juhul saame lisaks veelgi vähem ebastabiilsele võime kontrollida väljundpinget.

Suupiste ütlevad, et kerge liikumine kätte pingeregulaator saab ümber praeguse stabilisaatori (te lihtsalt vaja stabiliseerida pinge koormuse ning eriline jooksva mõttes takisti).

Zener. Parameetrilised pingeregulaatorid

Hea kellaaeg. Täna on minu postitus pingeregulaatorite kohta. Mis see on? Esiteks peab igas raadio-elektroonilises raadiosagedusaluses tööks vajalik toiteallikas. Toiteallikad on erinevad: stabiliseeritud ja ebastabiilne, DC ja AC, impulss-ja lineaarne, resonants ja kvaasiosakesed. Selline suur valik on tingitud erinevatest skeemidest, millest elektroonilised lülid töötavad. Allpool on tabel, milles võrreldakse toiteallikaid.

Elektriliste ahelate, mis ei nõua alalisvoolupinget või suurt väljundvõimsust, stabiilsust, on soovitatav kasutada lihtsaid, usaldusväärseid ja odavaid lineaarseid pingeallikaid. Iga lineaarse pingeallika aluseks on parameetriline pingeregulaator. Selliste seadmete alus on mittelineaarse volt-ampere omadusega element, milles elektroodide pinge sõltub vähesel määral elemendi kaudu voolavast voolust. Üks selline element on zeneri diood.

Zeneri diood on spetsiaalne dioodide rühm, mille töörežiimi iseloomustab voolupingeseadme tagurõhk jaotuspiirkonnas. Vaatleme üksikasjalikumalt dioodi voolupinge omadusi.

Zeneri dioodi tööpõhimõte

Kui diood on lisatud pärisuunas (anood - "+", katood - "-"), siis hakkab vabalt läbida praegune pingega U_poorid, ja kui lülitatakse sisse vastupidises suunas (anood on "-", katood on "+"), ainult vool, mida ma suudan läbida dioodi_arr, mille väärtus on mõni μA. Kui suurendame pöördpinge U_arr dioodil kuni kindla väärtusega U_arr.max siis toimub dioodi elektriline lagunemine ja kui vool on piisavalt kõrge, tekib soojusvahetus ja diood laguneb. Diood on võimalik teha tööd valdkonnas elektri jaotus, kui piiri vooluta kaudu dioodi (läbilöögipinge erinevate dioodid on 50-200 V).

Stabilibor on konstrueeritud nii, et selle voolupinge omadused lõhkemispiirkonnas on suure lineaarsusega ja lõhkemispinge on üsna konstantne. Seega võib öelda, et stabiliseerimine Zener pinge läbi selle toimimise käigus on tahapoole filiaal voolu-pinge iseloomulik ettepoole filiaal tunneldioodStencils käitub sarnaselt tavalise dioodi. Zeneri diood tähistatakse järgmiselt

Zeneri dioodi põhiparameetrid

Vaadeldes zener-dioodi põhiparameetreid vastavalt selle voolupinge omadusele.

Stabiliseerimispinge U_art. määratakse pingel zeneri dioodil stabiliseerimise vooluga I_art.. Praegu toodetud zeneri dioodid, mille pinge stabiliseerumine on 0,7 kuni 200 V.

Maksimaalne lubatud stabiliseeriv vool I_st.max on piiratud maksimaalse lubatud võimsuse hajumise P väärtusega_max, mis omakorda sõltub ümbritsevast temperatuurist.

Minimaalne stabiliseeriv vool I_st.min määratakse voolu minimaalse väärtuse kaudu zeneri dioodi, mille juures seade töötab. I väärtuste vahel_st.max ja mina_st.min Zeneri dioodi volt-ampereeriv omadus on kõige lineaarne ja stabiliseeriv pinge varieerub väheoluliselt.

Zeneri dioodi diferentsiaalresistentsus r_ST - väärtus, mis määratakse seadme stabiliseerimispinge juurdekasvu suhtena ΔU_CT stabiliseerimisvoolu Δi väikesteks sammudeks_CT.

Edasises suunas sisalduvas zener-dioodis tavalise dioodina on iseloomulik pideva pinge U väärtused_pr ja maksimaalne lubatud pidev ülekandevool I_pr.max.

Parameetriline stabilisaator

Allpool on esitatud peamine zeneri dioodi ühendusring, mis on parameetrilise stabilisaatori ahel, samuti võrdluspingeallikas muud tüüpi stabilisaatoritel.

See vooluahela on pingejagur, mis koosneb ballasttakistist R1 ja zeneri dioodist VD, paralleelselt sellega, kus koormustakistus R_H. Selline pinge regulaator tagab väljundpinge stabiliseerimise, kui toitepinge U on_П ja koormusvool I_H.

Vaatame selle kava toimimise põhimõtet. Stabilisaatori sisendi pinge suurendamine toob kaasa takisti R1 ja zeneri dioodi VD läbivoolu. Oma volt-ampere omaduste tõttu ei muutu Zeneri dioodi VD pinge peaaegu muutumatuks ja seega on koormustakistuse R pinge_Hr ka. Seega on resistorile R1 rakendatud peaaegu kogu pinge muutus. Seega on vooluahela vajalike parameetrite arvutamiseks lihtne.

Parameetrilise stabilisaatori arvutamine.

Parima põhiparameetrilise pinge regulaatori arvutamise aluseks olevad andmed on järgmised:

sisendpinge U0;

väljundpinge U1 = U_st - stabiliseerimispinge;

Näiteks võtke järgmised andmed: U0 = 12V, U1 = 5V, I_H = 10 mA = 0,01 A.

1. Stabiilsuspinge jaoks valime Zeneri dioodi tüüp BZX85C5V1RL (U_st = 5,1 V, diferentsiaaltakistus r_st = 10 oomi).

2. Määratakse nõutav liiteseadis R1:

3. Kindlakstage stabiliseerimistegur:

4. Määrake tõhusus

Parameetrilise stabilisaatori võimsuse suurendamine

Parima pinge regulaatori maksimaalne väljundvõimsus sõltub I väärtustest_st.max ja P_max zeneri diood. Parameetrilise stabilisaatori võimsust saab suurendada, kui transistorit kasutatakse reguleeriva komponendina, mis toimib konstantse võimendina.

Paralleelne stabilisaator

Vooluahel on emitteri tõukur, paralleelselt transistori VT, koormustakistusega R_H. Liiteseadet R1 saab ühendada nii kollektori kui ka transistori emitteri ahelaga. Koormuse pinge on

Kava töötab järgmiselt. Kui vool on takisti R abil suurendatud_H, ja vastavalt ka pinge (U1 = U_CT) stabilisaatori väljundis, suureneb alusemõju pinge (U_EB) ja kollektorvool I_K, kuna transistor töötab võimenduspiirkonnas. Kollektorivoolu suurenemine toob kaasa ballastitakisti R1 pingelanguse suurenemise, mis kompenseerib pinge tõusu stabilisaatori väljundis (U1 = U_CT) Kuna praegune I_ST Zeneri diood on samaaegselt transistori baasvool, on selge, et selle vooluahela koormusvool võib olla h_21e korda rohkem kui parameetrilise stabilisaatori lihtsamal skeemil. Takisti R2 suurendab voolu läbi zeneri dioodi, tagades selle stabiilse töö koefitsienti h21e maksimaalse väärtuse, minimaalse toitepinge U0 ja maksimaalse koormusvoolu I_H.

Stabiliseerimistegur on

kus R_VT - emitteri jälgija sisendkindlus

kus R_e ja R_b - emitteri ja transistori aluse takistus.

Vastupanu R_e sõltub oluliselt emitteri voolust. Kuna emissioonvool väheneb, on takistus R_e kiiresti suureneb ja see suurendab R-d_VT, mis halvendab stabiliseerivaid omadusi. Vähendage R väärtust_e võib olla tingitud võimsate transistoride või komposiit-transistoride kasutamisest.

Jadastabilisaator

Parameetriline pingeregulaator, mille ahel on allpool esitatud, on transmitterit VT emitteri jälgija koos seeriaühendusega koormustakistusega R_H. Selle vooluahela võrdluspinge allikas on Zeneri diood VD.

Stabilisaatori väljundpinge:

Kava töötab järgmiselt. Kui vool on takisti R abil suurendatud_H, ja vastavalt ka pinge (U1 = U_ST) stabilisaatori väljundis väheneb transistori UEB väravapinge ja selle baasvool väheneb. See viib kollektori-emitteri ristmikul pinge tõusuni, mille tulemusena jääb väljundpinge praktiliselt muutumatuks. Võrdlusseneraatori dioodi VD optimaalne väärtus määratakse toiteallika U0 sisestatud takisti R2 takistusega. Sisendpinge U0 konstantse väärtusega, transistori I põhivool_B ja stabiliseerimisvool on seotud suhtega I_B + Ma_ST = konst.

Vooluahela stabiliseerimistegur

kus R_k Bipolaarne transistori kollektori takistus.

Parameetrilise pinge regulaatori stabiliseerivat tegurit saab märkimisväärselt suurendada, sisestades oma ahelasse eraldi abiseadmete allika koos U'0> U1 ja kasutades komposiittransistorit.

Teooria on hea, kuid praktika teooria on lihtsalt õhurünnak. Klikkides lingil saate seda teha omaenda kätega

Sarnased sissekanded:

Tänan teid autorilt, klõpsake nupul Sotsiaalne võrgustik

Stabilisaatori käitamine zeneri dioodil - põhiparameetrid

Paljude vooluahelate ja vooluahelate jaoks on piisav vooluallikas, millel puudub stabiilne pingeväljund. Selliste allikate hulka kuuluvad kõige sagedamini madalpinge transformaator, diode alaldi sild ja kondensaator, mis ulatub välja filtri kujul.

Toiteploki väljundis olev pinge sõltub trafo sekundaarse mähise pöörete arvust. Tavaliselt on leibkonna võrgu pinge keskpärane stabiilsus ja võrk ei toeta nõutavat 220 volti. Pinge väärtus võib ulatuda vahemikku 200 kuni 235 V. Seega ei ole ka trafo väljundis olev pinge stabiilne ja standardse 12 V asemel toodetakse 10-14 volti.

Stabilisaatori töörežiim

Elektrilised seadmed, mis ei sõltu toitepinge väikestest erinevustest, võivad tavapärase toiteallikaga katkestada. Ja rohkem võltseid seadmeid ei saa töötada ilma stabiilse toiteallikata ja nad võivad lihtsalt põletada. Seepärast on vaja väljundpinge võrdsustamiseks abiseadet.

Vaatame lihtsa stabilisaatori skeemi, mis võrdsustab konstantse pinge, transistori ja zeneri dioodi, mis mängib põhielemendi rolli, määrab, võrdsustab pinge toiteploki väljundis.

Pöörake tavapärase stabilisaatori elektrilise ahela konkreetset tähelepanu konstantse pinge tasakaalustamiseks.

• Pinge alandamiseks 12 V väljundiga vahelduvpingel on trafo.
• See pinge rakendatakse ahela sisendile, täpsemalt diode alaldi sillale ja kondensaatorile tehtud filtrile.
• Dioodmoodulil põhinev alaldi teisendab voolu konstantseks, kuid on saavutatud järsu pinge.
• Pooljuhtdioodid peaksid töötama kõrgeima voolutugevusega 25% reservi juures. See vool võib luua toiteallika.
• Vastupidine pinge ei tohiks vähendada väljundpinget vähem.
• Kondensaator, mis mängib teatud tüüpi filtri rolli, võrdsustab need voolu tilgad, muutes pinge kuju graafi peaaegu ideaalseks kujuks. Kondensaatori mahtuvus peaks olema vahemikus 1-10 tuhat uF. Pinge peab olema ka suurem sisendväärtusest.

Me ei tohiks unustada järgmist mõju, mis pärast elektrolüütiline kondensaatorit (filtrit) ja dioodi parandavat silda suurendab vahelduvpinge umbes 18% võrra. See tähendab, et väljundi tulemus ei ole 12 V, vaid umbes 14,5 V.

Zeneri dioodi toiming

Järgmine tööetapp on zeneri dioodi töö, mis stabiliseerib alalisvoolu pinget stabilisaatoris. See on peamine funktsionaalne seos. Ei tohiks unustada, et zeneri dioodid võivad teatud pinge ajal pöördvõrdeliselt vastu pidada teatud stabiilsusele. Kui pinget rakendatakse zeneri dioodile nullist kuni stabiilse väärtuseni, suureneb see.

Kui see jõuab stabiilsele tasemele, jääb see püsivaks ja väheneb. See suurendab praeguse läbilaskevõime tugevust.

Selles skeemis tavapärasel stabilisaator, milles väljundpinge peab olema 12 V tunneldioodStencils defineeritakse pinge väärtus 12,6 V, kuna 0,6 V on kaotus pinge ristmikul transistori emitter - alusega. Väljundpinge seade olema täpselt 12 V. Kuna seadsime tunneldioodStencils 13 võrra väljundis plokk 12,4 volti.

Zeneri diood vajab praegust piirangut, et vältida selle ülekuumenemist. Kava järgi hindab seda funktsiooni vastupanu R1. See lülitatakse sisse Zeneri dioodiga VD2 järjestikku. Teine kondensaator, mis täidab filtri funktsiooni, on ühendatud paralleelselt zeneri dioodiga. See peab võrdsustama tekkinud pinge impulsse. Kuigi te saate ilma selleta teha.

Joonisel on kujutatud transistor VT1, mis on ühendatud ühise kollektoriga. Selliseid vooluringe iseloomustab märkimisväärne voolutugevus, kuid võimenduspinget pole. Sellest järeldub, et transistori väljund annab pideva pinge, mis on sisendil saadaval. Kuna emitteri ristmik võtab 0,6 V, on transistori väljund ainult 12,4 V.

Selleks, et transistor avaneks, on takistuse tekitamiseks vaja takistust. Seda funktsiooni teostab takistus R1. Kui muudate selle väärtust, saate muuta transistori väljundvoolu ja seega ka stabilisaatori väljundvoolu. Katsega saab resistori R1 asemel kasutada muutuva takisti 47 kΩ. Reguleerides saate muuta toiteallika väljundvoolu.

Pingeregulaatori ahela lõpus on ühendatud teine ​​väike elektrolüütiline kondensaator C3, mis tasakaalustab pinge impulsse stabiliseeritud seadme väljundis. Takistur R2, mis sulgeb emitteri VT1 ahela negatiivsele postile, on sellele paralleelselt ühendatud joaga.

Järeldus

See skeem on kõige lihtsam, sisaldab kõige vähem elemente, loob stabiilse väljundpinge. Selleks, et töötada palju elektrilisi seadmeid, on see stabilisaator piisav. Selline transistor ja zeneri diood on kavandatud 8 A suurima voolutugevuse jaoks. See tähendab, et sellise voolu jaoks on vaja jahutusradiaatorit, mis eemaldab kuumuse pooljuhtidest.

Selliste stabilisaatorite väljatöötamiseks kasutatakse kõige sagedamini zeneri dioode, transistore ja stabilisaatoreid. Neil on väiksem efektiivsus, seetõttu kasutatakse neid ainult väikese võimsusega ahelates. Enamasti kasutatakse neid pinge regulaatorite kompensatsioonikanalites pingeallikana. Sellised parameetrilised stabilisaatorid on silla, mitmeastmelised ja üheetapilised. Need on lihtsamad stabilisaatorite skeemid, mis põhinevad zeneri dioodil ja teistel pooljuhtselementidel.

Lihtsad pinge regulaatorid ja nende arvutamine

Teile meeldib see!

Kompensatsioonpinge regulaator. Pinge regulaatori arvutamine.

Pehmendavad võimsufiltrid

Võimsustrafo. Võimsuse transformaatori arvutamine

Praegune jagur

Selles artiklis räägime pooljuhtseadiste konstantse pinge stabilisaatorist. Arvestatakse pingeregulaatorite lihtsamaid skeeme, nende tööpõhimõtteid ja arvutusreegleid. Artiklis esitatud materjal on kasulik sekundaarse stabiliseeritud toitumise allikate kujundamiseks.

Alustuseks peab mis tahes elektrilise parameetri stabiliseerimiseks olema selle parameetri jälgimiskava ja selle parameetri juhtimisskeem. Stabiliseerimise täpsuse jaoks on vajalik "standard", millega võrreldakse stabiliseeritud parameetrit. Kui võrdluse käigus selgub, et parameeter on võrdlusväärtusest suurem, siis jälgimise skeem (nimetame seda võrdlusahelasse) annab parameetri väärtuse "vähendamiseks" juhtskeemile käsu. Vastupidi, kui parameeter on võrdlusväärtusest väiksem, siis võrdlusahel suunab juhtimisahela parameetri väärtuse "suurendamiseks". Selle põhimõtte kohaselt töötavad kõik meie ümbritsevad seadmed ja süsteemid automaatselt kõigest rauast kosmosõidukisse, vaid parameetri jälgimise ja kontrollimise viis. Samamoodi töötab pinge regulaator.

Sellise stabilisaatori struktuurskeem on toodud joonisel.

Stabilisaatori tööd saab võrrelda veekraanil töötava vee reguleerimisega. Isik jõuab kraanile, avab selle, ja seejärel jälgib vee voogu, reguleerib selle voolu suuremaks või väiksemaks küljeks, saavutades ise optimaalse voolu. Isik ise teostab võrdlusskeemi funktsiooni, kuna standard on inimese kujutlus selle kohta, milline peaks olema vooluhulk ja kontrollikavaks on kraan, mida kontrollib võrdlusskeem (mees). Kui inimene muudab standardi mõtet, otsustades, et voolavast voolavast kraanist ei piisa, avab ta selle veelgi. Pinge regulaator on täpselt sama. Kui soovime väljundpinget muuta, siis saame muuta võrdluspinget. Võrdlusskeem, mis märgib muutuse võrdluspinges, muudab iseseisvalt väljundpinget.

Küsimus on resonantsne: miks me vajame sellist ahelate kogumit, kui saame kasutada väljundis oleva juba "valmis" võrdluspinge allikat? Tõsiasi on see, et võrdluspinge allikas (edaspidi "võrdluspinge") on väikese vooluga (madala jõudlusega), mistõttu see ei suuda võimsat (vähese takistusega) koormust sattuda. Sellist võrdluspingeallikat saab kasutada stabilisaatorina väikeste voolu-CMOS-mikroskeemide, väikese voolutugevuse võimenduste jms tarbivate ahelate ja seadmete tarnimiseks.

Allpool on näidatud võrdluspinge allika (madala voolu stabilisaatori) vooluring. Põhimõtteliselt on see spetsiaalne pingejagaja, mida on kirjeldatud artiklis Voltage divider, erinevus seisneb selles, et teine ​​takisti kasutab spetsiaalset dioodi - zeneri dioodi. Mis on zeneri dioodi omadus? Lihtsamalt öeldes tunneldioodStencils on dioodi, mis erinevalt tavalistest alaldusdiood jõudes teatud väärtuse pöördvõrdeliselt rakendatud pinge (pinge stabiliseerimine) sooritatud jooksvale vastupidises suunas, ja selle edasine kasv, vähendades selle sisetakistuse kipub see püsiks teatud tähendus.

Zeneri dioodi pinge-voolukõvera (VAC) korral on pinge stabiliseerimise režiim näidatud rakendatud pinge ja voolu negatiivses piirkonnas.

Kui zeneri dioodile rakendatav pöördpinge suureneb, on see esmalt "vastupidine" ja selle kaudu voolav vool on minimaalne. Teatud pingel hakkab zeneri dioodi vool suurenema. Sellised jõutakse hetkeni praeguse pingega omadused (punkt 1), mille järel suureneb veelgi pingejaguri "takisti - Zener" ei suurenda pinge p-n siirde tunneldioodStencils. Voolupingeseadme selles osas on pinge tõus vaid takistile. Voolukiirus, mis läbib takisti ja zeneri dioodi, kasvab jätkuvalt. Punktist 1, mis vastavad minimaalne voolutugevus stabiliseerimine, teatud punkti 2 voltamper omadused vastavad maksimaalse voolu stabiliseerimise stabilitron tegutseb soovitud režiimi stabiliseerumise (roheline osa CVC). Pärast voolupinge omaduse punkti 2 kaob zeneri diood oma "kasulikke" omadusi, hakkab soojenema ja võib ebaõnnestuda. Punkt 1 kuni punkt 2 on stabiliseerimise tööjaotus, mille puhul zeneri diood toimib regulaatorina.

Teades, kuidas saab takistoreid lihtsama pingejaguri arvutamiseks, saate elementaarselt arvutada stabiliseerimisahelat (võrdluspingeallikas). Nagu pingejaguri puhul, stabiliseerimisahelal voolab ka kaks voolu: jagur (stabilisaator) I vool _art. ja koormuskontuuri vool I _nagr. "Kvalitatiivse" stabiilsuse tagamiseks peaks viimane olema suurusjärgus väiksem kui esimene.

Stabilisaatori ahela arvutamiseks kasutatakse zener-dioodi parameetrite väärtusi, mis on avaldatud võrdlusraamatutes:

• Stabiliseerimispinge U _art.;
• Stabiliseerimisvool I _art. (tavaliselt - keskmine);
• Minimaalne stabiliseeriv vool I _st.min;
• Maksimaalne stabiliseeriv vool I _st.max.

Stabiliseerija arvutamiseks kasutatakse reeglina ainult kahte esimest parameetrit - U _art., Ma _art., ülejäänud kasutatakse pingekaitse ahelate arvutamiseks, kus on võimalik sisendpinget oluliselt muuta.

Stabiliseerimispinge suurendamiseks võib kasutada seeria-ühendatud zener-dioodide ahelat, kuid selleks peaks selliste zeneri dioodide lubatud stabiliseeriv vool olema parameetrite I _st.min ja mina _st.max, vastasel juhul on võimalik zener-dioodide väljund.

Tuleb lisada, et lihtsatel alaldi dioodidel on ka rakendatud pinge tagasi stabiliseerivad omadused, vaid stabiliseerimispingete väärtused asuvad rakendatud pinge kõrgemates väärtustes. Väärtused maksimaalse rakendatud pinge seljatugi alaldusoodid üldiselt tähistatud viidetes ja pinge, mille juures nähtus stabiliseerumise avaldub tavaliselt määratust suurem ning iga alaldidioodi isegi üht tüüpi on erinev. Seetõttu kasutage alaldusoodid kui tunneldioodStencils kõrgepinge ainult viimase abinõuna, kui sa ei leia ühtegi tunneldioodStencils või teha kett Zener dioodi. Sellisel juhul määratakse stabiliseerimispinge eksperimentaalselt. Kõrgepingega töötamisel tuleb olla ettevaatlik.

Pinge regulaatori (referentspingeallika) arvutamise kord

Kõige lihtsama pingestabilisaatori arvutamine toimub konkreetse näitega.

1. Jaoturi sisendpinge on U _sisse (saab stabiliseerida ja võib-olla mitte). Oletame, et U _sisse = 25 volti;

2. Stabiliseerimise väljundpinge - U _välja (võrdluspinge). Oletame, et peame U-d saama _sina = 9 voldit.
Lahendus:

1. Lähtudes vajaliku pinge stabiliseerimisest, valitakse soovitud zeneri diood võrdlustena. Meie puhul on see D814B.

2. Keskmine stabiliseeriv vool-I _art.. Tabeli kohaselt on see 5 mA.

3. Arvutage takistusjõu pinge - U _R1, sisendi ja väljundi stabiliseeritud pinge erinevusena.
U _R1 = U _sisse - U _sina -> U _R1 = 25 - 9 = 16 volti

4. Omi seaduse järgi jagatakse see pinge takistori kaudu voolava stabiliseeriva vooluga ja saavutatakse takisti vastupidavuse väärtus.
R1 = U _R1 / I _art. -> R1 = 16 / 0,005 = 3200 Ω = 3,2 kΩ

Kui saadud väärtus pole takistussariates, valige kõige lähim takisti nimiväärtusega. Meie puhul on see 3,3 kΩ takisti.

5. Arvutage takisti minimaalne võimsus, korrutades pingelangu sellele voolava vooluga (stabiliseeriv vool).
P _R1 = U _R1 * I _art. -> P _R1 = 16 * 0,005 = 0,08 W

Arvestades, et takistil on lisaks zener-dioodi voolule ka väljundvool, nii et valida takisti, mis on vähemalt kaks korda suurem kui arvutatud. Meie puhul on tegemist takistiga, mille võimsus on vähemalt 0,16 W. Lähimast nominaalsest reast (suurel küljel) vastab see 0,25 W võimsusele.

See on kogu arvutus.

Nagu juba varem kirjutatud, saab konstantse pinge regulaatori kõige lihtsamat ahelat kasutada väikeste voolutugevuste lülitamiseks ja need ei sobi võimsate ahelate toiteks.

Konstantse pingeregulaatori kandevõime suurendamise üks võimalus on emitteri jälgija kasutamine. Diagramm näitab bipolaarse transistori stabiliseerimise kaskaadi. Transistor "korrab" alusele rakendatavat pinget.

Sellise stabilisaatori kandevõime suureneb suurusjärku. Niisuguse stabilisaatori puudus, nagu ka takistori ja zeneri dioodi koosnev lihtsam kett, on suutmatus reguleerida väljundpinget.

Sellise kaskaadi väljundpinge on väiksem kui zener-dioodi pinge stabiliseeriv pinge pinge langusele tranzistori baaskandja p-n ristmikul. Artiklis Bipolaarne transistor kirjutasin, et räni transistori jaoks on see võrdne 0,6... 0,7 voldiga, germaniumi transistori korral - 0,2... 0,3 volti. Tavapäraselt arvestatakse 0,65 volti ja 0,25 volti võrra.

Seetõttu näiteks ränistransistori kasutamisel on zener-dioodi pinge stabiliseerimispinge 9 V, väljundpinge on 0,65 V, st 8,35 V.

Kui ühe transistori asemel kasutatakse transistoride lülitamiseks komposiitringi, suureneb stabilisaatori kandevõime suurusjärgus. Ka siin nagu eelmise skeemi peaks arvestama vähendamise väljundpinge tõttu tema langeb p-n ristmikud "base - emitter" transistorid. Sel juhul, kasutades selleks kahte räni transistore, pinge stabiliseerivaid Zener võrdne 9 volti väljundpinge on vähem kui 1,3 volti (0,65 volti per transistori) te - 7,7 volti. Seetõttu on selliste lülide kavandamisel vaja arvestada seda funktsiooni ja valida zeneri diood, võttes arvesse transistori ülemineku kadusid.

Takisti R2 on nõutav "karastamist" reaktiivne (mahtuvuslik ja induktiivne) komponendi VT2 transistori mõjuv parasiitse transistori toiming ning annavad usaldusväärse vastuseks operatsiooni sisend. Mida madalam on takisti väärtus, seda väiksem on parasiitne efekti, kuid liiga madal takistus võib viia mida oleks suletud transistori VT2 ja VT1 transistori oleks ainult reguleerimiskorpus. Praktikas on regulaatori ahelate puhul harva arvutatud takisti R2 väärtus. Ehkki raadioamatöörid asetavad isegi selliseid väärtusi, mis on vastuolus ahelate tavapärase tööga, ja raadioamatöörid seda isegi ei tea. Seetõttu valitakse selle väärtus maksimaalse projekteeritud koormusvoolu põhjal. See vool peab läbima seda takisti, mis on ligikaudu 50 korda väiksem kui stabilisaatori maksimaalne koormusvool. Joonis 50 on kõrgevoolude režiimil töötavate võimendustransporditegurite keskmine väärtus. Takisti takistus määratakse kindlaks Ohmi seadusega. Pingelang ristmikul "alusega - emitter" (ränidipooli transistori - 0,65 volti) jagatud maksimaalse koormusvoolu stabilisaatori (näiteks 2,5 amprit). Saadud väärtus korrutatakse 50-ga. Kui kasutate komposiit-transistore, võib see väärtus olla suurem 1 kuni 2 tellimusega (mitte 50, vaid 500... 5000).
R2 = U _R2 / Ist.max * 50 -> R2 = 0,65 / 2,5 * 50 = 13 oomi

Sel viisil arvutatud takistus võimaldab tõhusamalt väljutada väljundi transistori reaktiivset komponenti ja kasutada täiel määral mõlema transistori võimsust. Ärge unustage arvutada takistuste vajalikku võimsust, muidu kõik põlevad valel ajal. Takisti R2 tõrge võib põhjustada transistoride tõrke ja selle, mida ühendate koormusena. Võimsuse arvutamine on standard, mida kirjeldatakse Resistori lehel.

Kuidas valida stabilisaatori jaoks transistor?

Pingeregulaatori transistori peamised parameetrid on maksimaalne kollektorivool, maksimaalne kollektori-emitteri pinge ja maksimaalne võimsus. Kõik need parameetrid on alati kataloogides saadaval.
1. Transistori valimisel tuleb arvestada, et pass (vastavalt kataloogile) maksimaalne kollektorivool peab olema vähemalt poolteist korda suurem kui maksimaalne koormusvool, mida soovite saada stabilisaatori väljundist. Seda tehakse koorma kandevõime tagamiseks juhuslike lühiajaliste koormustõkete korral (nt lühise). Sellisel juhul tuleb seda arvesse võtta, seda suurem on see erinevus, seda väiksem massiivne jahutusradiaator on transistori poolt nõutav.

2. Maksimaalne kollektori-emitteri pinge iseloomustab transistori võimet taluda kindlat pinget kollektori ja emitteri vahel suletud olekus. Meie juhul peaks see parameeter ületama stabiilseta toiteploki "Trafo-alaldi-filtri toide" ahelaga stabilisaatorist vähemalt poolteist korda.

3. Transistori passi väljundvõimsus peaks tagama transistori töö "pool avatud" olekus. Kõik pinge, mis on toodetud kett "trafo sildalaldis filter võimsus" on jagatud kahte tegurit: tegelik koormus oma üksuse ja stabiliseerunud toiteallikas impedantsi kollektor-emiternogo üleandmise transistor. Mõlema koormuse korral voolab sama vool, sest need on ühendatud järjestikku, kuid pinge on jagatud. Sellest järeldub, et on vaja valida transistor, mis siis, kui etteantud koormusvool on võimeline vastu pidama vahe pinge toodetud kett "trafo alaldussillale filter võimsus" ja väljundpinge stabilisaator. Vooluhulk arvutatakse voolu pinge all (keskkooli füüsika õpikust).

Näiteks: "trafo-alaldi silla-võimsuse filtri" (ja seega ka pinge regulaatori sisendi) vooluahelal on pinge 18 volti. Peame saavutama 12-voldise väljundpingega stabiliseeritud pinge, mille koormusvool on 4 amprit.

Leiame nõutava hinnatud kollektorvoolu minimaalse väärtuse (Ik max):
4 * 1.5 = 6 amprit

Määrata nõutava pinge "kollektori emitter" (Uke) minimaalne väärtus:
18 * 1,5 = 27 volti

Leiame keskmise pinge, mis töörežiimis "langeb" kollektori-emitteri üleminekule ja seega transistoriga imendub:
18-12 = 6 volti

Määrake transistori vajalik nimivõimsus:
6 * 4 = 24 vatti

Transistori tüübi valimisel tuleb arvestada, et transistori maksimaalne võim on passi (vastavalt kataloogile) vähemalt kaks kuni kolm korda suurem kui transistorile kuuluv nimivõimsus. Seda tehakse selleks, et anda koormusvoolu (ja sellest tulenevalt ka vahelduvvoolu muutus) jõudumarginaali. Sellisel juhul tuleb seda arvesse võtta, seda suurem on see erinevus, seda väiksem massiivne jahutusradiaator on transistori poolt nõutav.

Meie juhul on vajalik valida nimisoojusvõimsusega (Pk) transistor mitte vähem kui:
24 * 2 = 48 vatti

Vali ükskõik milline transistor, mis vastab nendele tingimustele, arvestades, et passiparameetrid on palju suuremad kui arvutatud, seda väiksema suurusega on vaja jahutusradiaatorit (ja võib-olla pole see üldse vajalik). Kuid kui neid parameetreid ületatakse ülemäära, arvestage seda, et mida suurem on transistori väljundvõimsus, seda madalam on ülekandetegur (h21), mis halvendab toiteallika stabiliseerivat tegurit.

Järgmises artiklis käsitleme pinge regulaatori pidevat pinget. See kasutab vooluvõrgu juhtimise põhimõtet sillaülekande abil. Sellel on madalam väljundpinge pulsatsioon kui "emitteri järgija", lisaks võimaldab see reguleerida väljundpinget väikeses vahemikus. Selle põhjal arvutatakse stabiliseeritud toiteallika lihtne skeem.