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.

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

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.

rcl-radio.ru

Raadimasõprade veebisait

Lihtsad transistori stabilisaatorid

Lihtsad transistori stabilisaatorid

Esimene joonis näitab lihtsat stabilisaatoriringi transistoril 2SC1061 (joonisel vasakul joonisel on näidatud selle pistikupesa). Stabilisaatori väljund võib saada pinge 12 V, kuid väljundpinge sõltub otseselt zeneri dioodi VD1 stabiliseerimispingest. Maksimaalne lubatud koormusvool on 1A.

Kui kasutate transistorit 2N3055 (paremal on näidatud transistori 2N3055 pistik), saab maksimaalset lubatud väljundvoolu suurendada 2A-ni.

Joonis 2 näitab 2N3055 transistori lihtsat stabilisaatoriringi, väljundpinge ja ka ahelas nr 1 sõltub zeneri dioodi pingest.

• 6B - väljundpinge, R1 = 330, VD * = 6,6 V
• 7.5V - väljundpinge, R1 = 270, VD * = 8.2 V
• 9V - väljundpinge, R1 = 180, Vd * = 10

Skeem # 3 - autolaadija - aku pinge on tavaliselt 12 volti. Teise (madalama) pinge saamiseks võite kasutada joonisel 3 näidatud lihtsat ahelat.

• Seotud artiklid

• Kaks polaarse vooluallikat diskreetseid väärtusi väljundpinge 3, 5, 6, 9, 12, 15B - joonis on toodud diagramm lihtsa kahe polaarse toiteplokk, mille väljundpinge mis võib ulatuda 3 kinnitatud 15V 3V intervalli. Maksimaalne koormusvool on 1A. LM317-l on positiivne pinge-ahela ja LM337 negatiivse pinge korral. Trafo peaks olema.
• Pinge korrutamise skeemid - Kõrgsurve-trafode mõõtmed ja mass muutuvad väga suureks, kuna on vaja anda elektrit tugevust. Seetõttu on mugavam kasutada kõrge pingega väikese võimsusega toiteallikate pinge kordajaid. Pinge kordistajad luuakse mahtuvusega parandusmeetodite alusel.
• 0-50V DC pinge regulaator - Joonisel DC pinge stabilisaatorit 0-50 V. stabilisaatorit koosneb tugipingeks ette OS SA3140, mis võrdleb väljundpinge viide ja väljund osaliselt transistorid VT1-EM3. Väljundpinget reguleeritakse.
• LM350K pinge reguleerija - joonisel on kujutatud lihtsat pingeregulaatorit LM350K-st. Väljundpinge on reguleeritav 1,25 V kuni 13,5 V ja väljundvoolu kuni 3 A. Kuna vooluringil on minimaalne pinge umbes 1,25 V, siis lisades kaks 3A dioodi, saadame reguleeritava väljundpinge nullvoltidega.
• Toiteplokk reguleeritava väljundpingega 0 kuni 24 V maks. koormusvool 2 A ja lühisekaitse - Joonisel on näidatud toiteploki elektriskeem. Komposiit-transistor VT1, VT2 on reguleeriv element. Võrdluspinge allikas on DA1 kiip. Transistor VT3 koos dioodidega VD5, VD6 ja takistid R7, R8 kaitsevad lühike.

Lisage kommentaar Tühista vastus

Kommentaari postitamiseks peate olema sisse logitud.

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).

Pinge stabilisaator transistoridel

Stabilisaator ühele zeneri dioodile

Pinge purunemise ja püsiva voolu sujuvaks toiteploki väljundiks kasutatakse stabilisaatoreid. Reeglina põhineb stabilisaator zeneri dioodil. Zeneri diood on väikese sisemise takistusega diood, mis praeguse muutuse korral ei muuda seda praktilist. Selle zeneri dioodi omaduste tõttu ei muutu selle pinge ja sellest tulenevalt ka praktiline koormus. Alljärgnev joonis näitab kõige lihtsamat stabilisaatoriringi.

Selline stabilisaator sobib väikese võimsusega seadmete toiteks.

Zener-dioodi stabilisaatori põhimõte

Kondensaator on vajalik pulseerituse pingestamiseks, seda nimetatakse filtreerimiseks. Praeguse pulssi siledaks on vaja takistust ja seda nimetatakse kustutamiseks. Stabilisaator stabiliseerib koormuse pinget. Selle vooluahela normaalseks tööks peab toitepinge olema suurem kui 40... 50%. Stabilitron tuleks valida vajaliku pinge ja voolu jaoks.

Ühe transistori stabilisaator

Kõrgema võimsuse koormuse toiteks lülitatakse ahelasse transistor. Allpool on näidatud skeemi näide.

Stabilisaatori tööpõhimõte ühel transistoril

R1- ja VT1-ahel on juba eelnevast ringist tuttav, see on kõige lihtsam stabilisaator, mis seab stabiliseeritud pinge, mis põhineb transistoril VT2. Transistor omakorda toimib praeguse võimendina ja on selle vooluahela juhtelement. Näiteks sisendpinge suurenemise korral suureneb väljundpinge. See toob kaasa pinge vähenemise transistori VT2 emitteri ristmikul, mis viib selle sulgemiseni. Sel juhul suureneb pinge langus kogu emitter-kollektori sektsioonis nii palju, et pinge zeneri dioodil väheneb esialgsele tasemele. Kui pinge väheneb, reageerib stabilisaator vastupidises järjekorras.

Stabilisaator lühisekaitsega transistoridele

Raadioamatööril on vigu ja tekib lühis. Lühisekaitse tagajärgede vähendamiseks kaaluge kahe fikseeritud pinge ja lühisekaitsega stabilisaatori ahelat.

Nagu näeme selles vooluringis, lisatakse transistor V4, dioodid V6 ja V7 ning resistori R1, dioodide V2, V3 koosnevad parameetrilised stabilisaatorid on varustatud lülitiga S2.

Stabiliseerija kaitse põhimõte

See vooluahel on konstrueeritud 250... 300 mA-ni, kuni see ületatakse, vool läbib pingejaoturit, mis koosneb dioodist V7 ja takisti R3-st. Selle takisti valimisega saate reguleerida kaitse künnist. V6 diood suletakse samal ajal ja see ei mõjuta tööd. Kui kaitse on aktiveeritud, sulgub diood V7 ja diood V6 avaneb ja kustutab zeneri dioodühendused, samal ajal kui transistorid V4 ja V5 sulguvad. Voolu koormus langeb 20... 30 mA-ni. Transistor V5 peaks olema paigaldatud soojusvahetusele.

Reguleeritava väljundpingega stabilisaator

Elektroonikaseadmete parandamisel või reguleerimisel on vaja reguleeritud väljundpingega toiteallikat. Allpool on toodud pinge reguleerimisega stabilisaatorite skemaatiline diagramm.

Pinge reguleerimisega stabilisaatori tööpõhimõte

Parameetriline stabilisaator, mis koosneb R2 ja V2, stabiliseerib muutuva takisti R3 pinge. Selle takisti pinge läheb kontroll-transistorile. See transistor lülitatakse sisse emitteri jälgija ahelaga, mille koormus on takisti R4. Takisti R4 pinge suunatakse reguleerivale transistorile V4, mille koormus on meie jõulise seadme poolt juba varustatud. Pinge reguleerimine toimub muutuva takisti R3 abil, kui takisti juhi kava kohaselt on minimaalne asend, siis transistoride V3 ja V4 avamiseks vajalik pinge ei ole piisav ja väljundiks on minimaalne pinge. Kui mootor pöörleb, hakkavad transistorid avanema, mis suurendab koormuse pinget. Suureneva koormusvoolu korral hakkab pinge langus resistoril R1 ja laternal H1 valguma, 250 mA voolus on hämar hõõgus ja 500 mA ja kõrgemal voolutugevus on hele üks. Transistor V4 tuleb paigaldada soojusvahetusele. Kui koormus on suurem kui 500 mA, tuleb toiteallikas võimalikult kiiresti välja lülitada, kuna alaldisilla sildil ja V4 transistoril töötavad dioodid suudavad pika maksimaalse koormuse.

Neid skeeme korralikult kokkupanduna ei ole vaja reguleerida. Neid saab täiendada ka suurema voolu ja pingega. Valides raadioelemendid parameetritega, mida vajame.

See on kõik. Kui teil on selle artikli kohta kommentaare või soovitusi, siis palun kirjutage selle saidi administraatorile.

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.

Lihtsad lineaarsed vooluregulaatorid oma kätega LED-de jaoks

On teada, et LEDi heledus sõltub tugevasti sellest voolavast voolust. Samas sõltub LED vool tugevasti toitepingest. Seega on märkimisväärne heleduse pulsatsioon isegi ebaolulise võimsuse ebastabiilsusega.

Kuid pulsatsioon pole kohutav, palju hullem on see, et toitepinge väikseim suurenemine võib põhjustada voolu nii palju suurenemist LED-de kaudu, mida nad lihtsalt põlevad.

Selle vältimiseks töötavad LED-id (eriti võimsad) tavaliselt spetsiaalsete ahelatega - draiverid, mis on sisuliselt praegused stabilisaatorid. Käesolevas artiklis käsitleme lihtsate voolu stabilisaatorite skeeme valgust kiirgavatele dioodidele (transistoridele või ühistele mikrolülitustele).

Transistoride voolu stabiliseerijad

Voolu stabiliseerimiseks LED-de abil saate rakendada tuntud lahendusi:

Joonis 1 näitab skeemi, mille töö põhineb nn. emitter järgija. Sel viisil ühendatud transistor kipub säilitama emitteri pinge täpselt samale tasemele kui alusele (erinevus on ainult aluse-emitteri ristlõike pingelangus). Seega, baaspinge fikseerib zener-dioodi abil, saame fikseeritud pinge R1-le.

Veelgi enam, kasutades Ohmi seadust, saame emittervoolu: I_e = U_e/ R1. Emittervool praktiliselt langeb kokku kollektorvooluga ja seega ka valgusdioodide kaudu.

Tavapärastes dioodides on voolu pinge väga nõrk sõltuvus, nii et neid on võimalik kasutada raskesti ligipääsetavate madalpingega zeneri dioodide asemel. Siin on kaks erineva juhtivusega transistoride ahelate varianti, milles zeneri dioodid asendatakse kahe tavapärase dioodiga VD1, VD2:

Valgusdioodide kaudu voolutugevus seatakse, valides resistori R2. Takisti R1 on valitud selliselt, et jõuaks dioodide voolupinge omaduste lineaarsele osale (võttes arvesse transistori põhivoolu). Kogu vooluahela toitepinge peab olema vähemalt kõigi valgusdioodide kogu pinge ja transistori stabiilseks tööks ligikaudu 2-2,5 v võrra ülalt.

Näiteks, kui soovite saada voolu 30 mA kolme järjestikuse LED-iga, mille otsene pinge on 3,1 V, siis peaks vooluahela toide olema vähemalt 12-voldise pingega. Sellisel juhul peaks takisti vastupidavus olema umbes 20 oomi, võimsuse hajumine - 18 mW. Transistor tuleks valida maksimaalse pingega Uke, mis pole madalam kui toitepinge, näiteks tavaline S9014 (n-p-n).

Resistentsus R1 sõltub koefitsiendist. transistori h võimendamine h_fe ja dioodide voolupinge omadused. S9014 ja 1N4148 dioodidele piisab 10 kOhmist.

Me rakendame kirjeldatud stabilisaatorit, et parandada käesolevas artiklis kirjeldatud ühte LED-valgusti. Parem skeem näeb välja selline:

See täiustamine võib märkimisväärselt vähendada valgusvoolu ja järelikult ka valgusdioodide heledust. Kuid kava peamine pluss on valgussignaali töörežiimi normaliseerimine ja kaitsmine pinge ajal toite sisselülitamisel. See viib LED-lampi elu märkimisväärselt pikenemiseni.

Ostsillogrammidest nähtub, et praeguse stabilisaatori lisamine transistori ja stabilatroni ahelale LED-le, vähendasime kohe pulsside amplituudi mitu korda:

Diagrammil näidatud nimiväärtustel on transistoril hajutatud võimsus veidi üle 0,5 W, mis teeb võimalikuks ilma radiaatorita. Kui liiteseadise mahtuvust suurendatakse 1,2 μF-ni, langeb transistor

23 volti ja võimsus on umbes 1W. Sellisel juhul ei saa ilma radiaatorita toimida, kuid pulsatsioonid langevad peaaegu nullini.

Diagrammil näidatud transistori 2CS4544 asemel on võimalik võtta 2SC2482 või sarnaselt kollektorivooluga üle 100 mA ja lubatud pinge U_koe vähemalt 300 V (näiteks vana Nõukogude KT940, KT969).

Soovitud vool, nagu tavaliselt, määrab takisti R *. Zeneri staatori võimsus on 5,1 V ja 0,5 W. Nagu LED-id, kasutatakse Hiina lambipirnist tavalisi SMD-LEDid (ja veel parem on võtta valmis lamp ja lisada puuduvad komponendid sellele).

Nüüd kaaluge diagrammi joonisel 2. Siin on eraldi:

Praegune andur on takisti, mille takistus arvutatakse valemiga 0.6 / I_nagr. Läbilaskevoolu kaudu LEDide kaudu avaneb transistor VT2 tugevamini, mis viib transistori VT1 tugevama lukustumiseni. Praegune voog väheneb. Seega väljundvool stabiliseerub.

Kava eelised - selle lihtsus. Ebasoodsamas olukorras võite kirjutada üsna suure pingelanguse (ja seega ka võimsuse) transistoril VT1. See ei ole kriitiline väikeste voolude korral (kümned ja sadad milliamperid), kuid LED-de kaudu voolu edasine suurendamine nõuab selle transistori paigaldamist radiaatorile.

Seda puudust saab kõrvaldada, kasutades bipolaarse transistori asemel p-kanaliga MOSFET-d, millel on vähese äravooluallika takistus.

Soovitud vool, nagu varem, määratakse resistori R1 valimisega. VT1 - väike võimsus. Võimas IRL3705N asemel võite võtta näiteks IRF7210 (12A, 12V) või IRLML6402 (3.7A, 20V). Vaadake ise, mis voolu te vajate.

Laineseadme transistori valgusdioodide lihtsaim vooluregulaator ahelaga koosneb ainult ühest lühiseadmega katiku ja allika transistorist:

KP303E asemel sobib näiteks BF245C või sarnane sisseehitatud kanaliga. Toimimispõhimõte on joonisel 1 kujutatud ahelaga sarnane, kasutatakse võrdluspingena ainult maapinna potentsiaali. Väljundvoolu suurus määratakse ainult esialgse drenaaživooluga (võetud andmelehest) ja on praktiliselt sõltumatu tühjendusallika pingest U_si. See on selgelt näha väljundnäitajate graafikust:

Joonisel fig. 3 kujutatud ahelas on lähtekõverale lisatud resistor R1, mis seab teatud värava pöördlihtsuse ja võimaldab seega tühjenemise voolu (ja seega koormusvoolu) muuta.

Allpool on näidatud LED-i praeguse lihtsaima draiveri näide:

Siin kasutatakse väljatransistorit isoleeritud värava ja integreeritud n-tüüpi kanaliga BSS229. Väljundvoolu täpne väärtus sõltub konkreetse näidise omadustest ja takistusest R1.

See on üldiselt kõik viisid, kuidas muuta transistor praeguseks stabilisaatoriks. Samuti on nn praegune peegel, kuid see ei kehti LED-valgustusseadmete kohta. Jätkame nüüd kiipe.

Voolu stabilisaatorid mikroskeemidel

Kiibid pakuvad palju suuremat jõudlust kui transistorid. Kõige sagedamini kasutatakse oma kätega LED-de jaoks praegu kasutatava stabilisaatori jaoks täpset termostabiilset võrdluspinget (TL431, LM317 jt).

TL431

TL431 LED-iga on tüüpiline vooluregulaator järgmiselt:

Kuna mikroskeem käitub takisti R2 püsiva pinge säilitamiseks 2,5 V, on selle takisti kaudu läbitav voog alati 2,5 / R2. Ja kui me ignoreerime baasvoolu, siis võime eeldada, et ma_Rn = I_R2. Ja mida suurem on transistori h kasulikkus?_fe, seda rohkem need voolud langevad kokku.

R1 arvutatakse nii, et mikroskeemi minimaalne töövool oleks 1 mA.

Ja siin on näide TL431 praktilisest rakendamisest LED-lambi puhul:

Transistor langeb umbes 20-30 V, võimsuse hajumine on alla 1,5 W. Lisaks ülaltoodule 2SC4544 võite kasutada BD711 või vana nõukogude KT940A. TO-220 pakendis olevad transistorid ei vaja paigaldamist radiaatorile kuni 1,5-2 W (kaasa arvatud).

Takisti R3 aitab piirata kondensaatori laengut impulsi, kui toide on sisse lülitatud. Voolu läbi koormuse määrab takisti R2.

Nagu koormus R_Hr siin on 90 valge kiibi LEDid LED2835. Maksimaalne voolutugevus 60 mA on 0,2 W (24 Lm), pinge langus on 3,2 V.

Kasutusaja pikendamiseks on diode võimsus spetsiaalselt alla 20% (0,16 W, praegune 45 mA), vastavalt kõigi LED-de võimsusele - 14 W.

Loomulikult saab 220 V LED-d sisaldava praeguse stabilisaatori ülal asetsevat vooluringi ümber arvutada kõigi soovitud voolu ja / või muude olemasolevate LED-de arvude jaoks.

Võttes arvesse lubatud 220 V pinge (vt GOST 29322-2014), on kondensaator C1 parandatud pinge vahemikus 293 kuni 358 V, mistõttu see peaks olema kavandatud vähemalt 400 V pingele.

Toitepinge vahemiku põhjal arvutatakse ahela ülejäänud elementide parameetrid.

Näiteks DA1-kiibi tööreziimi reguleeriv takisti peab andma vähemalt 0,5 mA voolu pingel C1 = 293 V. LED-de maksimaalne arv ei tohiks ületada N_LED = 100 mA).

Selle asemel, et sõlmida

Artiklis antud skeemide puudused on vähese tõhususega, mis tuleneb elektrit juhtiva elemendi raiskamisest. Siiski on see kõigile lineaarvoolu stabilisaatoritele ühine.

Autonoomsed toiteallikad (lambid, taskulambid jne) kasutavate seadmete puhul on madal energiatõhusus vastuvõetav. Tõhususe märkimisväärset kasvu (90% või rohkem) saab saavutada impulsi voolu stabilisaatoritega.