Tranzisztort és Zener-diódát használó feszültségszabályozó áramkörök

Ebben a cikkben átfogóan megvitatjuk, hogyan készíthetünk testreszabott tranzisztoros feszültségszabályozó áramköröket rögzített és változó üzemmódokban is.

Minden lineáris tápfeszültség áramkör, amelyet stabilizált, állandó feszültség és az áramkimenet alapvetően magában foglalja a tranzisztor és a zener dióda fokozatait a szükséges szabályozott kimenetek megszerzéséhez.

Ezek a különálló részeket használó áramkörök lehetnek állandóan rögzített vagy állandó feszültség vagy stabilizált, állítható kimeneti feszültség formájában.

A legegyszerűbb feszültségszabályozó

Valószínűleg a legegyszerűbb típusú feszültségszabályozó a zener sönt stabilizátor, amely úgy működik, hogy egy alap zener diódát használ a szabályozáshoz, amint az az alábbi ábrán látható.

A zener diódák névleges feszültsége megegyezik a tervezett kimeneti feszültséggel, amely szorosan megfelel a kívánt kimeneti értéknek.

Amíg a tápfeszültség a zener feszültség névleges értéke alatt van, maximális ellenállást mutat a sok megahm tartományban, lehetővé téve az áramellátást korlátozások nélkül.

Abban a pillanatban azonban, amikor a tápfeszültség meghaladja a „zener feszültség” névleges értékét, az ellenállás jelentős csökkenését váltja ki, aminek következtében a túlfeszültség a földre tolódik, amíg a tápfeszültség csökken vagy el nem éri a zener feszültségszintjét.

Ennek a hirtelen tolatásnak köszönhetően a tápfeszültség csökken és eléri a zener értéket, ami a zener ellenállásának ismét növekedését okozza. Ezután a ciklus gyorsan folytatódik, biztosítva az ellátás stabilizálását a névleges zener értéknél, és soha nem szabad meghaladni ezt az értéket.

A fenti stabilizálás eléréséhez a bemeneti tápnak valamivel nagyobbnak kell lennie, mint a szükséges stabilizált kimeneti feszültség.

A zener értéke fölötti túlfeszültség hatására a zener belső „lavina” jellemzői kiváltanak, ami azonnali tolatási hatást és a tápellátás csökkenését okozza, amíg el nem éri a zener besorolását.

Ez a művelet végtelenül folytatódik, biztosítva a stabil, stabilizált kimeneti feszültséget, amely megegyezik a zener névleges értékével.

A Zener feszültségstabilizátor előnyei

A Zener diódák nagyon hasznosak, ha alacsony áramú, állandó feszültségszabályozásra van szükség.

A Zener diódák könnyen konfigurálhatók, és minden körülmények között ésszerűen pontos stabilizált kimenethez juthatnak.

Csak egy ellenállásra van szükség a zener dióda alapú feszültségszabályozó fokozat konfigurálásához, és a kívánt eredmény érdekében gyorsan hozzáadható bármely áramkörhöz.

A Zener stabilizált szabályozók hátrányai

Bár a zener által stabilizált tápegység gyors, egyszerű és hatékony módszer a stabilizált teljesítmény elérésére, néhány komoly hátránya van.

• A kimeneti áram alacsony, ami nagy kimeneti áramterheléseket támogathat.
• A stabilizáció csak alacsony bemeneti / kimeneti különbségek esetén történhet meg. Ez azt jelenti, hogy a bemeneti táp nem lehet túl magas a szükséges kimeneti feszültségnél. Ellenkező esetben a terhelés ellenállása hatalmas energiát oszthat el, ami a rendszert nagyon hatékonnyá teszi.
• A Zener-dióda működése általában a zaj keletkezéséhez kapcsolódik, ami kritikusan befolyásolhatja az érzékeny áramkörök, például a hi-fi erősítő kialakításának és más hasonló veszélyeztetett alkalmazások teljesítményét.

Az „Amplified Zener Diode” használata

Ez egy kibővített zener verzió, amely egy BJT-t használ a változó zener létrehozásához, nagyobb teljesítmény-kezelési képességgel.

Képzeljük el, hogy R1 és R2 azonos értékűek., Ami elegendő torzítási szintet hozna létre a BJT bázishoz képest, és lehetővé tenné a BJT optimális viselkedését. Mivel a minimális alapkibocsátó előremenő feszültségigénye 0,7 V, a BJT az alkalmazott BJT sajátos jellemzőitől függően minden értéket 0,7 V feletti vagy legfeljebb 1 V értékre vezet és tol el.

Tehát a kimenet körülbelül 1 V-on stabilizálódik. Ennek az „erősített változó zener” -nek a kimenő teljesítménye a BJT teljesítményértékétől és a terhelési ellenállás értékétől függ.

Ez az érték azonban egyszerűen megváltoztatható vagy beállítható valamilyen más kívánt szintre, egyszerűen az R2 értékének megváltoztatásával. Vagy egyszerűbben úgy, hogy R2-t cserélünk egy edényre. Mind az R1, mind az R2 Pot tartománya 1K és 47K között lehet, hogy simán változó kimenetet kapjon 1 V-ról a tápszintre (max. 24 V). A pontosság érdekében a következő volatge divider képletet alkalmazhatja:

Kimeneti feszültség = 0,65 (R1 + R2) / R2

A Zener erősítő hátránya

Még egyszer, ennek a kialakításnak a hátránya a nagy szóródás, amely arányosan növekszik a bemeneti és kimeneti különbség növekedésével.

A terhelési ellenállás értékének helyes beállításához a kimeneti áramtól és a bemeneti tápellátástól függően a következő adatok megfelelően alkalmazhatók.

Tegyük fel, hogy a szükséges kimeneti feszültség 5 V, a szükséges áram 20 mA, és a táp bemenet 12 V. Ezután Ohm törvény szerint:

Terhelési ellenállás = (12 - 5) / 0,02 = 350 ohm

teljesítmény = (12 - 5) x 0,02 = 0,14 watt vagy egyszerűen 1/4 watt.

Sorozatú tranzisztor szabályozó áramkör

Lényegében egy soros szabályozó, amelyet soros átmenő tranzisztornak is neveznek, egy változó ellenállás, amelyet az egyik tápvezetékkel és a terheléssel sorba kapcsolt tranzisztor segítségével hoznak létre.

A tranzisztor árammal szembeni ellenállása a kimeneti terheléstől függően automatikusan beáll, így a kimeneti feszültség a kívánt szinten állandó marad.

Soros szabályozó áramkörben a bemeneti áramnak valamivel nagyobbnak kell lennie, mint a kimeneti áram. Ez a kicsi különbség az egyetlen nagyságrendű áram, amelyet a szabályozó áramkör önmagában hasznosít.

A sorozatszabályozó előnyei

A soros szabályozó áramkör elsődleges előnye a sönt típusú szabályozóval szemben a jobb hatékonyság.

Ez minimális energiaeloszlást és hőveszteséget eredményez. Ez a nagy előny miatt a soros tranzisztoros szabályozók nagyon népszerűek a nagyfeszültségű szabályozó alkalmazásokban.

Ez azonban elkerülhető, ha az energiaigény nagyon alacsony, vagy ha a hatékonyság és a hőtermelés nem tartozik a kritikus kérdések közé.

Alapvetően egy soros szabályozó egyszerűen beépíthet egy zener söntszabályozót, amely egy emitterkövető puffer áramkört tölt be, a fentiek szerint.

Egységfeszültség-erősítést tapasztalhat, amikor egy emitterkövető fokozatot alkalmaznak. Ez azt jelenti, hogy ha stabilizált bemenetet alkalmazunk az alapjára, akkor általában az emitter stabilizált kimenetét is elérjük.

Mivel nagyobb áramerősséget tudunk elérni az emitterkövetőtől, a kimeneti áram várhatóan sokkal nagyobb lesz az alkalmazott alapárammal összehasonlítva.

Ezért, még ha az alapáram 1 vagy 2 mA körül van is a zener sönt szakaszában, ami szintén a tervezés nyugalmi áramfogyasztásává válik, a 100 mA kimeneti áram elérhetővé tehető a kimeneten.

A bemeneti áramot összeadják a kimeneti árammal együtt a zener stabilizátor által használt 1 vagy 2 mA-vel, és ezért az elért hatékonyság kiemelkedő szintet ér el.

Tekintettel arra, hogy az áramkör bemeneti tápellátása elegendő a várt kimeneti feszültség eléréséhez, a kimenet gyakorlatilag független lehet a bemeneti tápszinttől, mivel ezt közvetlenül a Tr1 bázispotenciálja szabályozza.

A zener dióda és a szétkapcsoló kondenzátor tökéletesen tiszta feszültséget fejleszt ki a tranzisztor tövében, amely a kimeneten replikálódik, és gyakorlatilag zajmentes volatget generál.

Ez lehetővé teszi az ilyen típusú áramköröket azzal a képességgel, hogy meglepően alacsony hullámossággal és zajjal bocsássanak ki kimeneteket anélkül, hogy hatalmas simító kondenzátorokat tartalmaznának, és olyan áramtartományokkal, amelyek akár 1 amper vagy még nagyobbak is lehetnek.

Ami a kimeneti feszültség szintjét illeti, ez nem biztos, hogy pontosan megegyezik a csatlakoztatott zener feszültséggel. Ennek oka, hogy a tranzisztor bázis és emitter vezetékei között körülbelül 0,65 volt feszültségesés van.

Ezt az esést következésképpen le kell vonni a zener feszültségértékéből, hogy elérhesse az áramkör minimális kimeneti feszültségét.

Ez azt jelenti, hogy ha a zener értéke 12,7 V, akkor a tranzisztor emitterén a kimenet 12 V körüli lehet, vagy fordítva, ha a kívánt kimeneti feszültség 12 V, akkor a zener feszültségét 12,7 V értékre kell beállítani.

Ennek a soros szabályozó áramkörnek a szabályozása soha nem lesz azonos a zener áramkör szabályozásával, mert az emitterkövető egyszerűen nem képes nulla kimeneti impedanciával rendelkezni.

És a fokozaton keresztüli feszültségesésnek kismértékben kell emelkednie a növekvő kimeneti áram hatására.

Másrészt jó szabályozásra lehet számítani, ha a tranzisztor erősítésével megszorzott zener áram eléri a várt legnagyobb kimeneti áram legalább 100-szorosát.

Nagyáramú sorozatú szabályozó Darlington tranzisztorokkal

Ennek pontos eléréséhez ez gyakran azt jelenti, hogy néhány, 2 vagy 3 tranzisztort kell használni annak érdekében, hogy kielégítő erősítést tudjunk elérni a kimeneten.

Két alapvető tranzisztor áramkör, amely egy kibocsátó követő A következő ábrákon látható Darlington pár 3 BJT alkalmazásának technikáját mutatja be Darlington, emitter követő követő konfigurációban.

Figyeljük meg, hogy egy tranzisztorpár beépítésével nagyobb feszültségesés következik be a kb. 1,3 voltos kimeneten az 1. tranzisztor bázisán keresztül a kimenetig.

Ez annak a ténynek köszönhető, hogy nagyjából 0,65 voltot borotválnak le az egyes tranzisztorokról. Ha három tranzisztoros áramkört veszünk figyelembe, ez kissé 2 volt alatti feszültségesést jelenthet az 1. tranzisztor bázisán és a kimeneten, és így tovább.

Negatív visszacsatolású közös emitter feszültségszabályozó

Kedves konfiguráció néha látható az egyedi kivitelekben, amelyeknek van pár közös emitteres erősítők , 100% -os nettó negatív visszajelzéssel.

Ezt a beállítást a következő ábra szemlélteti.

Annak ellenére, hogy a közös emitter fokozatok általában jelentős mértékű feszültség-erősítéssel rendelkeznek, ebben az esetben nem biztos, hogy ez a helyzet.

A kimeneti tranzisztor kollektorán és a meghajtó tranzisztor emitterén keresztül elhelyezett 100% negatív visszacsatolás miatt. Ez megkönnyíti az erősítőt, hogy pontos egységet nyerjen.

A közös emissziószabályozó előnyei visszacsatolással

Ez a konfiguráció jobban működik az a-hoz képest Darlington Pair emitterkövető alapú szabályozók a bemeneti / kimeneti terminálokon át csökkenő feszültségesés miatt.

Az ezekből a kialakításokból elért feszültségesés alig 0,65 volt körül van, ami hozzájárul a nagyobb hatékonysághoz, és hatékonnyá teszi az áramkört, függetlenül attól, hogy a stabilizálatlan bemeneti feszültség csak száz millivolttal haladja-e meg a várt kimeneti feszültséget.

Akkumulátorszűrő a sorozatszabályozó áramkörrel

A feltüntetett akkumulátor-leválasztó áramkör funkcionális illusztrációja annak a kialakításnak, amely egy alap sorozatú szabályozóval készült.

A modellt minden olyan alkalmazásra kifejlesztették, amely 9 voltos DC-vel dolgozik, és amelynek maximális árama nem haladja meg a 100 mA-t. Nem megfelelő azokhoz az eszközökhöz, amelyek viszonylag nagyobb áramot igényelnek.

T1 a 12 -0 - 12 volt 100 mA transformer amely izolált védelmi szigetelést és feszültségcsökkentést biztosít, míg a középső csapolt másodlagos tekercs egy alap-push-pull egyenirányítót működtet szűrőkondenzátorral.

Terhelés nélkül a kimenet 18 V DC körül lesz, ami teljes terhelés esetén körülbelül 12 V-ra csökkenhet.

A feszültségstabilizátorként működő áramkör valójában egy alapvető sorozatú kialakítás, amely R1, D3 és C2-t tartalmaz annak érdekében, hogy szabályozott 10 V névleges kimenetet kapjon. A zener áram terhelés nélkül körülbelül 8 mA, teljes terhelés mellett pedig körülbelül 3 mA. Az R1 és D3 eredményeként keletkező disszipáció minimális.

A TR1 és TR2 alkotta Darlington páros emitterkövető úgy konfigurálható, hogy a kimeneti puffererősítő teljes kimeneten körülbelül 30 000 áramerősítést ad, miközben a minimális erősítés 10 000.

Ezen az erősítési szinten, amikor az egység 3 mA-vel működik teljes terhelés alatt, és az i minimális erősítés szinte semmilyen eltérést nem mutat az erősítőn átmenő feszültségesésben, még akkor is, ha a terhelési áram ingadozik.

A kimeneti erősítő tényleges feszültségesése körülbelül 1,3 volt, és mérsékelt 10 voltos bemenet mellett ez nagyjából 8,7 voltos kimenetet kínál.

Ez majdnem megegyezik a megadott 9 V-val, figyelembe véve azt a tényt, hogy még a valódi 9 V-os akkumulátor is működési ideje alatt 9,5 V és 7,5 V közötti eltéréseket mutathat.

Áramkorlát hozzáadása egy sorozatszabályozóhoz

A fentiekben ismertetett szabályozók számára általában fontos egy kimeneti rövidzárlat-védelem hozzáadása.

Erre azért lehet szükség, hogy a tervezés jó szabályozást tudjon biztosítani alacsony kimeneti impedanciával együtt. Mivel a tápforrás nagyon alacsony impedancia, nagyon nagy kimeneti áram léphet át véletlen kimeneti rövidzárlat esetén.

Ez azt eredményezheti, hogy a kimeneti tranzisztor és néhány más alkatrész azonnal megég. Egy tipikus biztosíték egyszerűen nem tud megfelelő védelmet nyújtani, mert a kár valószínűleg még akkor is bekövetkezik, mielőtt a biztosíték reagálhatna és ki tudna fújni.

Ennek legegyszerűbb módja talán áramkorlátozó hozzáadása az áramkörhöz. Ez kiegészítő áramköröket foglal magában, anélkül, hogy azok közvetlen hatást gyakorolnának a tervezés normál munkakörülmények közötti teljesítményére.

Az áramkorlátozó azonban a kimeneti feszültség gyors csökkenését okozhatja, ha a csatlakoztatott terhelés jelentős mennyiségű áramot próbál meg lehúzni.

Valójában a kimeneti feszültség olyan gyorsan csökken, hogy annak ellenére, hogy a kimeneten rövidzárlat van, az áramkörből elérhető áram valamivel nagyobb, mint a megadott maximális névleges érték.

Az áramkorlátozó áramkör kimenetelét az alábbi adatok bizonyítják, amelyek a kimeneti feszültséget és áramerősséget mutatják a terhelés impedanciájának fokozatosan csökkenő vonatkozásában, amint azt a javasolt akkumulátorszűrő egység eléri.

Az áramkorlátozó áramkör csak néhány R2 és Tr3 elem használatával működik. Reagálása olyan gyors, hogy egyszerűen kiküszöböli az összes lehetséges rövidzárlat kockázatát a kimeneten, ezáltal védelmet nyújt a kimeneti eszközök számára. Az áramkorlátozás működése az alábbiakban ismertetett módon érthető meg.

Az R2-t a kimenettel sorba kötik, ami az R2-ben kifejlesztett feszültség arányos a kimeneti árammal. 100 mA-es kimeneti fogyasztás esetén az R2-ben keletkező feszültség nem lesz elegendő a Tr3 bekapcsolásához, mivel ez egy szilícium-tranzisztor, amelynek bekapcsolásához legalább 0,65 V potenciálra van szükség.

Ha azonban a kimeneti terhelés meghaladja a 100 mA-es határt, akkor elegendő potenciált generál a T2-en keresztül ahhoz, hogy a Tr3 ON-t megfelelően bekapcsolja vezetéssé. A TR3 viszont némi áramot visz a Trl felé a negatív ellátó sínen keresztül a terhelésen keresztül.

Ez a kimeneti feszültség bizonyos mértékű csökkenését eredményezi. Ha a terhelés tovább növekszik, a potenciál arányos növekedése az R2-n belüli emelkedést eredményez, ami arra kényszeríti a Tr3-t, hogy még erősebben bekapcsoljon.

Ez következésképpen lehetővé teszi, hogy nagyobb mennyiségű áram tolódjon Tr1 és a negatív vonal felé a Tr3 és a terhelés révén. Ez a művelet tovább vezet a kimeneti feszültség arányosan növekvő feszültségeséséhez.

Még a kimenet rövidzárlata esetén is, a Tr3 valószínűleg erőteljesen elvezet a vezetéshez, és arra kényszeríti a kimeneti feszültséget, hogy nullára csökkenjen, biztosítva, hogy a kimeneti áram soha ne lépje túl a 100 mA jelet.

Változtatható szabályozott pad tápegység

Változtatható feszültségű stabilizált tápegységek hasonló elven működnek, mint a rögzített feszültségszabályozó típusok, de ezek a potenciométer vezérlés amely megkönnyíti a stabilizált kimenetet változó feszültségtartományban.

Ezek az áramkörök legalkalmasabbak padi és műhelyi tápegységként, bár alkalmazhatók olyan alkalmazásokban is, amelyek különböző állítható bemeneteket igényelnek az elemzéshez. Ilyen munkáknál a tápegység potenciométere egy előre beállított vezérlésként működik, amely felhasználható a táp kimeneti feszültségének a kívánt szabályozott feszültségszintre történő igazítására.

A fenti ábra egy változó feszültségszabályozó áramkör klasszikus példáját mutatja, amely folyamatosan változó stabilizált kimenetet biztosít 0 és 12 V között.

Főbb jellemzői

• Az áramtartomány legfeljebb 500 mA-re korlátozódik, bár ez magasabb szintre emelkedhet a tranzisztorok és a transzformátor megfelelő fejlesztésével.
• A kialakítás nagyon jó zaj- és hullámszabályozást biztosít, amely kevesebb, mint 1 mV.
• A bemeneti táp és a szabályozott kimenet közötti maximális különbség teljes kimeneti terhelés mellett sem haladja meg a 0,3 V-ot.
• A szabályozott változó tápegység ideálisan használható szinte minden típusú elektronikus projekt teszteléséhez, magas színvonalú szabályozott tápellátást igényelve.

Hogyan működik

Ebben a kivitelben egy potenciálosztó áramkört láthatunk, amely a kimeneti zener stabilizátor fokozata és a bemeneti puffer erősítő között van. Ezt a potenciális osztót a VR1 és az R5 hozza létre. Ez lehetővé teszi, hogy a VR1 csúszó karja legalább 1,4 voltról állítható legyen, amikor a pálya alapja közelében van, akár 15 V-os zener szintig, miközben a beállítási tartományának legmagasabb pontján van.

Nagyjából 2 volt van a kimeneti puffer fokozaton, ami lehetővé teszi a kimeneti feszültség tartományát 0 V és 13 V körül. Ennek ellenére a felső feszültségtartomány érzékeny a résztűrésekre, például a zener feszültségének 5% -os tűrésére. Ezért az optimális kimeneti feszültség árnyalata 12 V-nál nagyobb lehet.

Néhány típusú hatékony túlterhelés-védelmi áramkör nagyon fontos lehet bármelyik pad tápellátásához. Ez elengedhetetlen lehet, mivel a kimenet sérülékeny lehet véletlen túlterhelés és rövidzárlat ellen.

A jelen tervben meglehetősen egyszerű áramkorlátozást alkalmazunk, amelyet a Trl és a kapcsolódó elemei határoznak meg. Ha az egységet normál körülmények között működtetik, akkor az R1-en keletkező feszültség, amelyet sorba kötnek a tápfeszültséggel, túl alacsony ahhoz, hogy Trl-t vezetőképessé váljon.

Ebben a forgatókönyvben az áramkör normálisan működik, az R1 által generált kis feszültségesés mellett. Ez alig befolyásolja az egység szabályozási hatékonyságát.

Ennek oka, hogy az R1 szakasz a szabályozó áramköre elé kerül. Túlterhelés esetén az R1-en keresztül indukált potenciál kb. 0,65 V körüli értékre lő, ami a Tr1-et bekapcsolásra kényszeríti, az R2 ellenálláson keletkező potenciálkülönbségből nyert alapáram miatt.

Ez azt eredményezi, hogy az R3 és a Tr 1 jelentős mennyiségű kurzort rajzol, aminek következtében az R4 feszültségesése jelentősen megnő, és a kimeneti feszültség csökken.

Ez a művelet azonnal korlátozza a kimeneti áramot maximum 550-600 mA-re, a kimeneten található rövidzárlat ellenére.

Mivel az áramkorlátozó funkció a kimeneti feszültséget gyakorlatilag 0 V-ra korlátozza.

Az R6 úgy van felszerelve, mint egy terhelési ellenállás, amely alapvetően megakadályozza, hogy a kimeneti áram túl alacsony legyen, és a puffererősítő nem tud normálisan működni. A C3 lehetővé teszi az eszköz számára, hogy kiváló átmeneti reakciót érjen el.

Hátrányok

Csakúgy, mint bármely tipikus lineáris szabályozó, a Tr4-ben az energiaeloszlást a kimeneti feszültség és az áram határozza meg, és maximális értéke alacsonyabb kimeneti feszültségre és nagyobb kimeneti terhelésre beállítva.

A legsúlyosabb körülmények között 20 V indukálódhat a Tr4-en, ami 600 mA körüli áram áramlását idézi elő. Ez 12 watt körüli energiaeloszlást eredményez a tranzisztorban.

Ahhoz, hogy ezt hosszú ideig elviselhesse, az eszközt meglehetősen nagy hűtőbordára kell telepíteni. A VR1 felszerelhető egy méretes vezérlőgombbal, amely megkönnyíti a kimeneti feszültség jelzését kalibrált skálát.

Alkatrész lista

• Ellenállások. (Mindegyik 1/3 watt 5%).
• R1 1,2 ohm
• R2 100 ohm
• R3 15 ohm
• R4 1k
• R5 470 ohm
• R6 10k
• VR1 4,7k lineáris szén
• Kondenzátorok
• C1 2200 µF 40 V
• C2 100 µF 25 V
• C3 330 nF
• Félvezetők
• Tr1 BC108
• Tr2 BC107
• Tr3 BFY51
• Tr4 TIP33A
• DI-től D4-ig 1N4002 (4 le)
• D5 BZY88C15V (15 volt, 400 mW zener)
• Transzformátor
• T1 Normál hálózati primer, 17 vagy 18 volt, 1 amp
• másodlagos
• Kapcsoló
• S1 D.P.S.T. forgó hálózati vagy váltó típus
• Vegyes
• Tok, kimeneti aljzatok, áramköri kártya, hálózati vezeték, vezeték,
• forrasztó stb.

Hogyan lehet megállítani a tranzisztor túlmelegedését nagyobb bemeneti / kimeneti különbségeknél

A fent ismertetett átmenő tranzisztor típusú szabályozók általában akkor találkoznak azzal a helyzettel, amikor a soros szabályozó tranzisztorából származó rendkívül nagy szóródás tapasztalható, amikor a kimeneti feszültség sokkal alacsonyabb, mint a bemeneti táp.

Valahányszor nagy kimeneti áramot vezetnek alacsony feszültségen (TTL), kulcsfontosságú lehet egy hűtőventilátor alkalmazása a hűtőbordán. Valószínűleg súlyos illusztráció lehet az a forgatókönyv, amely szerint egy 5 és 5 és 50 volt közötti áramellátást biztosítanak.

Ennek a típusú készüléknek normál esetben 60 voltos szabályozatlan tápja lehet. Képzelje el, hogy ez az eszköz a TTL áramkörök teljes névleges áramát szolgáltatja. Az áramkör sorozatelemének ebben a helyzetben 275 wattot kell elvezetnie!

A megfelelő hűtés biztosításának költségét csak a soros tranzisztor ára fedezi. Abban az esetben, ha a feszültségesés a szabályozó tranzisztor felett esetleg 5,5 voltra korlátozható, anélkül, hogy az előnyben részesített kimeneti feszültségtől függene, a disszipáció a fenti ábrán jelentősen csökkenthető, ez a kezdeti érték 10% -a lehet.

Ez három félvezető alkatrész és pár ellenállás alkalmazásával valósítható meg (1. ábra). Ez pontosan így működik: Thy tirisztor normálisan vezetőképes lehet az R1-en keresztül.

Mindazonáltal, miután a feszültségesés a T2-n - a soros szabályozó meghaladja az 5,5 V-ot, a T1 elkezd vezetni, ami azt eredményezi, hogy a tirisztor „kinyílik” a hídirányító kimenetének ezt követő nulla keresztezésénél.

Ez a sajátos működési sorrend folyamatosan szabályozza a C1-ben - a szűrőkondenzátorban - táplált töltetet annak érdekében, hogy a szabályozatlan tápfeszültség 5,5 volton legyen rögzítve a szabályozott kimeneti feszültség felett. Az R1-hez szükséges ellenállási értéket a következőképpen határozzák meg:

R1 = 1,4 x Vsec ((Vmin + 5) / 50) (az eredmény k Ohmban lesz)

ahol Vsec jelöli a transzformátor szekunder RMS feszültségét, Vmin pedig a szabályozott kimenet minimális értékét.

A tirisztornak képesnek kell lennie a csúcs hullámáramának elviselésére, és működési feszültségének legalább 1,5 Vsec-nek kell lennie. A soros szabályozó tranzisztort meg kell adni, hogy támogassa a legnagyobb kimeneti áramot, az Imax-ot, és egy hűtőbordára kell felszerelni, ahol 5,5 x Isec wattot tud elvezetni.

Következtetés

Ebben a bejegyzésben megtanultuk, hogyan lehet egyszerű lineáris feszültségszabályozó áramköröket felépíteni soros áteresztő tranzisztor és zener dióda felhasználásával. A lineárisan stabilizált tápegységek meglehetősen egyszerű lehetőségeket kínálnak számunkra a rögzített stabilizált kimenetek létrehozásához minimális számú alkatrész felhasználásával.

Ilyen konstrukciókban alapvetően egy NPN tranzisztort sorozatosan konfigurálnak pozitív bemeneti tápvezetékkel közös emitter módban. A stabilizált kimenetet a tranzisztor emitterén és a negatív tápvezetéken keresztül érjük el.

A tranzisztor alapja egy zener szorító áramkörrel vagy egy állítható feszültségosztóval van kialakítva, amely biztosítja, hogy a tranzisztor emitter oldali feszültsége szorosan megismételje az alappotenciált a tranzisztor emitter kimeneténél.

Ha a terhelés nagy áramterhelés, akkor a tranzisztor a terhelés feszültségét szabályozza az ellenállás növekedésével, és így biztosítja, hogy a terhelés feszültsége ne haladja meg az alapkonfigurációja által meghatározott meghatározott értéket.