Стабилизатор на биполярном транзисторе: Стабилизатор тока на транзисторе — RadioRadar

Содержание

Параметрические стабилизаторы с повышенной нагрузочной способностью

 

Типовые схемы параметрических стабилизаторов обеспечивают приемлемые параметры только при достаточно малых тока нагрузки (не более \({0,5…1} \cdot I_{ст max}\)). Для питания более мощных цепей требуются дополнительные меры.

Может показаться, что проблема разрешима при параллельном включении нескольких однотипных стабилитронов на выходе стабилизатора. Однако делать это недопустимо, поскольку из-за разброса параметров стабилитроны будут работать в существенно различающихся режимах. В крайнем случае можно применить стабилитрон с большей мощностью. Если же таким образом повысить ток нагрузки до требуемого уровня не удается, то можно применить дополнительный транзистор, включенный по схеме эмиттерного повторителя (рис. 3.5-6).

 

Рис. 3.5-6. Параметрический стабилизатор с эмиттерным повторителем

 

В такой схеме максимально допустимый ток нагрузки повышается в \(h_{21э}\) раз (\(h_{21э}\) — статический коэффициент усиления тока базы транзистора).

Значение резистора \(R1\) (балластный резистор) должно подбираться в зависимости от конкретного тока нагрузки (\(I_{н max} = I_{VT1} \cdot h_{21э} – I_{ст min} \cdot h_{21э}\)). Резистор \(R2\) обеспечивает нормальный режим работы транзистора при малых токах. Выходное напряжение стабилизатора равно: \(U_{вых} = U_{ст} – U_{б-э}\), где \(U_{ст}\) — напряжение стабилизации применяемого стабилитрона, \(U_{б-э}\) — напряжение на эмиттерном переходе транзистора. Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора при включении эмиттерного повторителя не увеличивается.

Чтобы увеличить коэффициент стабилизации (в 5…10 раз) необходимо обеспечить постоянство тока стабилитрона при изменениях входного напряжения стабилизатора. Для этого балластный резистор заменяют источником тока. На рис. 3.5‑7 приведена схема стабилизатора с источником тока на биполярном транзисторе, а на рис. 3.5‑8 схемы стабилизаторов с эмиттерным повторителем и источником тока на полевом транзисторе.

 

Рис. 3.5-7. Параметрический стабилизатор с источником тока

 

Рис. 3.5-8. Параметрические стабилизаторы с эмиттерным повторителем и источником тока

 

Если в стабилизаторе, схема которого приведена на рис. 3.5-8а выбрать \(R1 = 0\), то допустимый ток нагрузки достигнет максимального значения. Однако при этом несколько снижается коэффициент стабилизации. Его можно улучшить, если включить цепь обратной связи, обозначенную пунктиром. Эта цепь вместе с резистором \(R1\) образует для переменной составляющей напряжения на транзисторе \(VT2\) делитель, с выхода которого напряжение поступает в цепь управления этим транзистором таким образом, что ток базы транзистора изменяется в противофазе с напряжением пульсаций.

Применение источника тока для питания стабилитрона позволяет ограничить ток базы транзистора эмиттерного повторителя и, следовательно, ток коллектора этого транзистора при коротком замыкании в цепи нагрузки. Однако в стабилизаторах с большим значением выходного напряжения (особенно при применении германиевых транзисторов) возможен перегрев транзистора вследствие повышения рассеиваемой мощности и эффекта саморазогрева. В стабилизаторе по схеме рис. 3.5-8б действует ООС по току, поскольку ток нагрузки протекает через резистор \(R1\). Поэтому ток короткого замыкания очень слабо зависит от температуры корпуса транзистора \(VT2\) и лавинный саморазогрев не проявляется до температур порядка 50…60 °C. Ток короткого замыкания устанавливается подбором резистора \(R1\).

 

 

< Предыдущая   Следующая >

Стабилизатор тока на транзисторе, описание зарядного устройства


Стабилизатор тока на транзисторе очень напоминает стабилизатор напряжения. Эта простая схема может быть использована как стабилизатор выходного тока независимо от входного напряжения.

На его основе можно изготовить зарядное устройство — тот же самый стабилизатор тока. Параметры элементов вычисляются по закону Ома.

Описание зарядного устройства

Описание зарядного устройства начнём с условий. Допустим у нас есть 9-ти вольтовый аккумулятор и мы должны зарядить его током в 40 мА.

Мы соединяем транзистор и стабилитрон как показано на схеме. Если стабилитрон будет рассчитан на напряжение стабилизации 5.6 Вольт, то из схемы хорошо понятно, что напряжение на резисторе R2 будет 5 вольт. (Это подробно рассматривалось в статье Самодельный стабилизатор). Чтобы ток через резистор составил 40 мА его сопротивление должно быть … сколько? 🙂

Закон Ома — I = U/R
R = 5 вольт / 0.04 А
R = 125 Ом.

Если ток в 40 мА течёт через резистор R2, то большая часть этого тока течёт через переход коллектор-эмиттер, и значит через аккумулятор B. На самом деле, небольшая часть эмиттерного тока течёт через резистор R1 и через переход база-эмиттер. Мы можем компенсировать это небольшим уменьшением резистора R2. К тому же, ближайшее стандартное значение сопротивления к 125 является 120 Ом. Теперь ток через резистор R2 будет около 41 мА, а ток через аккумулятор будет около 40 мА.

Напряжение источника питания зарядного устройства

Напряжение источника питания

должно состоять из суммы: напряжение аккумулятора — 9 вольт, напряжение на резисторе R2 — 5 вольт и напряжение на переходе коллектор-эмиттер, обычно чуть меньше одного вольта. Т.е. минимальное напряжение источника питания зарядного устройства должно быть 9 + 5 + 1 = 15 вольт.

Можно использовать этот простой метод для разработки простого зарядного устройства для любого NiCd или NiMh аккумулятора. Только необходимо убедиться, что значение максимального тока коллектора транзистора больше необходимого зарядного тока.


Каталог радиолюбительских схем. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ.

Каталог радиолюбительских схем. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ.

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ

В. КОЗЛОВ, г. Муром Владимирской обл.

Автор анализирует наиболее характерные особенности и недостатки стабилизаторов напряжения, знакомых радиолюбителям по публикациям в нашем журнале, дает практические советы, подчас нетрадиционные, по улучшению их основных параметров, В качестве примера он рассказывает о разработанном им стабилизаторе, предназначаемым для мощных блоков питания аппаратуры, которая работает круглосуточно. В статье описывается технология изготовления теплоотвода мощного транзистора- Редакция ждет откликов читателей на эту публикацию.

Сетевые блоки питания в которых для стабилизации выпрямленного напряжения радиолюбители используют микросхемные стабилизаторы, не всегда радуют их создателей. Причина тому — характерные присущие этим конструкциям недостатки.

У традиционных транзисторных стабилизаторов нередко ненадежна защита от перегрузки. Безынерционные системы защиты ложно срабатывают даже от кратковременных перегрузок при подключении емкостной нагрузки. Инерционные же средства защиты не успевают сработать при сильном импульсе тока, например, при коротком замыкании приводящем к пробою транзисторов [1], Устройства с ограничителем выходного тока — безынерционны в них отсутствует триггерный эффект, но при коротком замыкании на регулирующем транзисторе рассеивается большая мощности что требует применения соответствующего теплоотвода [2].

Единственный выход при такой ситуации — одновременное применение средств ограничения выходного тока и инерционной защиты регулирующего транзистора от перегрузку что обеспечит ему в два-три раза меньшую мощность и габариты теплоотвода. Но это приводит к увеличению числа элементов, габаритов конструкции и усложняет повторяемость устройства в любительских условиях.

Принципиальная схема стабилизатора, число элементов в котором минимально, приведена на рис. 1. Источником образцового напряжения служит термостабилизированный стабилитрон VD1.

Для исключения влияния входного напряжения стабилизатора на режим стабилитрона его ток задается генератором стабильного тока (ГСТ), построенным на полевом транзисторе VT1. Термостабилизация и стабилизация тока стабилитрона повышают коэффициент стабилизации выходного напряжения.

Образцовое напряжение поступает на левый (по схеме) вход дифференциального усилителя на транзисторах VT2.2 и VT2.3 микросборки К125НТ1 и резисторе R7, где сравнивается с напряжением обратной связи, снимаемым с делителя выходного напряжения R8R9. Разность напряжений на входах дифференциального усилителя изменяет баланс коллекторных токов его транзисторов.

Регулирующий транзистор VT4, управляемый коллекторным током транзистора VT2.2, обладает большим коэффициентом передачи тока базы. Это увеличивает глубину ООС и повышает коэффициент стабилизации устройства, а также уменьшает мощность, рассеиваемую транзисторами дифференциального усилителя.

Рассмотрим работу устройства более подробно.

Допустим, что в установившемся режиме при увеличении тока нагрузки выходное напряжение несколько уменьшится, что вызовет и уменьшение напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT3.2. При этом ток коллектора также уменьшится. Это приведет к увеличению тока транзистора VT2.2, поскольку сумма выходных токов транзисторов дифференциального усилителя равна току, текущему через резистор R7, и практически не зависит от режима работы его транзисторов.

В свою очередь, растущий ток транзистора VT2.2 вызывает увеличение тока коллектора регулирующего транзистора VT4, пропорциональное его коэффициенту передачи тока базы, повышая выходное напряжение до первоначального уровня и позволяет поддерживать его неизменным независимо от тока нагрузки.

Для кратковременной защиты устройства с возвратом его в исходное состояние введен ограничитель тока коллектора регулирующего транзистора, выполненный на транзисторе VT3 и резисторах R1, R2.

РезисторП1 выполняет функцию датчика тока, протекающего через регулирующий транзистор VT4. В случае превышения тока этого транзистора максимального значения (около 0,5 А) падение напряжения на резисторе R1 достигнет 0,6 В, т е. порогового напряжения открывания транзистора VT3, Открываясь, он шунтирует эмиттерный переход регулирующего транзистора, тем самым ограничивая его ток примерно до 0,5 А.

Таким образом, при кратковременных превышениях током нагрузки максимального значения транзисторы VT3 и VT4 работают в режиме ГСТ, что вызывает падение выходного напряжения без срабатывания защиты от перегрузки по току. Через некоторое время, пропорциональное постоянной времени цепи R5C1, это приводит к открыванию транзистора VT2.1 и дальнейшему открыванию транзистора VT3, закрывающего транзистор VT4. Такое состояние транзисторов устойчивое, поэтому после устранения короткого замыкания или обесточивания нагрузки необходимо Отключить устройство от сети и вновь включить после разрядки конденсатора С1.

Ток короткого замыкания устройства равен нулю, а значит, исключает перегрев регулирующего транзистора при срабатывании защиты. Резистор R3 необходим для надежной работы транзистора VT4 при малых токах и повышенной температуре. Конденсатор С2, шунтирующий выход стабилизатора, предотвращает самовозбуждение устройства, причиной которого может стать глубокая ООС по напряжению.

Резистор R6 в коллекторной цепи транзистора VT2,1 ограничивает ток во время переходных процессов при включении защиты, а светодиод HL1 выполняет функцию индикатора перегрузки.

Основные параметры стабилизатора

Входное напряжение, В ……..14…20

Выходное напряжение, В………..12

Ток нагрузки, А …………….0…0,5

Изменение выходного

напряжения при токе

нагрузки от 0 до 0,5 А, В…….<0,1

Ток покоя, мА…………………15

Ток короткого замыкания, мА……<0,1

Стабилизатор некритичен к разводке печатной платы и размещению деталей на ней. Поэтому монтаж его зависит главным образом от опыта самого конструктора и габаритов предварительно подобранных деталей. Полевой транзистор VT1 следует подобрать таким, чтобы ток стабилизации, измеренный по схеме рис. 2,а или 2,б, был в пределах 5..,15 мА, Статический коэффициент передачи тока базы транзистора VT3 должен быть не менее 20, а транзистора VT4 — не менее 400. На регулирующем транзисторе VT4, допустимый ток коллектора которого должен быть не менее 1 А, выделяется значительная мощность, поэтому его следует установить на теплоотвод мощностью около 5 Вт.

Резисторы и конденсаторы — любых типов на номиналы, указанные на схеме.

Приступая к испытанию и налаживанию стабилизатора, резистор R5 временно удаляют, чтобы система защиты не срабатывала, и подбором резистора R8 устанавливают выходное напряжение, равное 12 В. После этого включают резистор R5 и подбором резистора R1 добиваются необходимого значения тока срабатывания защиты устройства по току.

Какие изменения или дополнения можно внести в рекомендуемый стабилизатор? Если у радиолюбителя не окажется подходящего полевого транзистора, генератор постоянного тока можно собрать на биполярном транзисторе КТ3108А(рис, 3,а) или аналогичном ему из серии КТ361 с коэффициентом передачи тока базы не менее 20. Диоды VD3 и VD4 могут быть любые кремниевые.

Термостабилизированный стабилитрон Д818В(\/D1) заменим на любой другой аналогичный на напряжение стабилизации от 3 до 12 В. Но наиболее желателен двуханодный стабилитрон, например КС162А, с малым температурным коэффициентом напряжения стабилизации. В крайнем случае его заменит цепочка из последовательно соединенных обычного стабилитрона и любого кремниевого диода, как показано на рис, 3,6.

Регулирующий транзистор КТ825А (VT4) можно заменить на два, включив их по схеме составного транзистора, как показано на рис, 4,а или 4,б.

Транзистор VT4′ должен быть с коэффициентом усиления по току не менее 20, максимальным током коллектора не менее 1 А и максимальной рассеиваемой мощностью с теплоотводом не менее 5 Вт Транзистор VT4» — любой структуры р-n-р с коэффициентом усиления по току не менее 20, максимальным током коллектора не меннее 30 мА и максимальной рассеиваемой мощностью не менее 150 мВт, например, серий КТ361, КТ203, КТ208, КТ209, КТ501, КТ502.

Для уменьшения напряжения насыщения транзистора VT4» и, как следствие некоторого уменьшения рассеиваемой мощности составной транзистор целесообразно выполнить по схеме рис. 4,в. При этом мощность, рассеиваемая транзистором VT4″, увеличится до 0,6 Вт, Подойдут транзисторы серий КТ814, КТ816, ГТ402 или другие с аналогичными параметрами.

Транзисторы VT2.2 и VT2.3 микросборки К125НТ1, работающие в дифференциальном каскаде, можно заменить на сборку из двух n-p-n транзисторов с коэффициентом усиления по току не менее 20, максимальным напряжением коллектор—эмиттер не менее 20 В и током коллектора не менее 15 мА, например, серии КР198. При этом важно лишь помнить: одинаковые вольтамперные характеристики обоих транзисторов дифференциального каскада необходимы для обеспечения равенства напряжения h снимаемого с делителя R8R9, — образцовому что гарантирует независимость выходного напряжения стабилизатора от тока нагрузки. Если такое равенство не требуется, тогда эти элементы микросборки можно заменить любыми маломощными n-p-n транзисторами с аналогичными параметрами. В этом случае, а также если микросборка состоит всего из двух элементов, функцию транзистора VT2.1 может выполнять аналогичный n-p-n транзистор малой мощности.

Описанный стабилизатор с фиксированным выходным напряжением несложно преобразовать в двуполярный с регулируемым выходным напряжением от ±6В до ±12В. Схема такого устройства приведена на рис. 5.

Пределы напряжения стабилизации возможно расширить заменой стабилитрона КС162А (VD1) на КС147А и уменьшением сопротивления резистора R9 до 330 Ом. Допустимо также дифференциальный усилитель и делитель напряжения R8R9 смонтировать по схеме рис. 6. Тогда выходное напряжение стабилизатора можно будет изменять от 0 до ±12 В. Однако система защиты, в которую входят элементы VT2.1, R5, C1, HL1 (рис 1) в этом случае потеряет смысл и стабилизатор станет довольно традиционным.

Транзисторы VT1 , VT2 и VT4, номиналы резисторов и конденсаторов такие же, как в стабилизаторе по схеме рис. 1, но мощность рассеяния транзистора VT4 (или транзисторов VT4′ VT4″ по схемам рис. 4) возрастет пропорционально падению напряжения на нем.

Теплоотводы мощных транзисторов серий КТ825 или КТ827, выполняющих функцию регулирующих1 могут быть самодельными. Возможная конструкция одного из таких теплоотводов показана на рис.7,а. Заготовку для него (рис. 7.б) вырезают ножницами по металлу или выпиливают лобзиком из листового люминия толщиной 2 мм. Затем узкие лепестки противоположных сторон заготовки поворачивают пассатижами на 90° вокруг собственной оси каждый, а широкие загибают (по штриховым линиям) вверх.

Радио №5, 1998 г., с. 52-53.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мансуров М. Лабораторный блок питания с триггерной защитой. — Радио, 1990, Ns 4, с, 66-70,

2. Нечаев И. Комбинированный лабораторный блок, — Радио, 1991, № 6, с. 61— 63.

РАДИО №5, 1998, с. 54.





Простой регулируемый блок питания 0,8-34 В, до 10 А на LM317 с транзистором, схема, пояснение работы.

В этой статье предлагаю разобрать весьма неплохой регулируемый трансформаторный  блок питания, линейный стабилизатор которого собран на базе микросхемы LM317. Данный блок питания, при использовании именно таких электронных компонентов, что нарисованы на схеме, способен обеспечить максимальное выходное напряжение до 34.5 вольт. Это напряжение ограничено самой микросхемой линейного стабилизатора напряжения, а именно максимальное выходное напряжение на LM137 это 36 вольт, ну и минус около 0,6-1.5 вольта, которые осядут на база-эмиттерном переходе транзистора. Максимальный ток у блока питания может быть до 10 ампер, но при определенных условиях, о которых будет сказано ниже в этой статье. Коэффициент пульсаций у этого БП равен где-то 0,1%.

Перечень электронных компонентов, что используются в этой схеме:

Tr1 — трансформатор на 26 вольт и выходной ток до 10 ампер (280 Вт и более)
VD1 — диоды или мост на ток более 10 А и обратное напряжение более 40 В
D1 — микросхема линейного стабилизатора типа LM317, LM338, LM350
VT1 — биполярный транзистор типа КТ819, КТ829 и аналогичные
R1 — 5 кОм
R2, R3 — 240 Ом
R4 — 3-10 кОм
R * — от 1 кОм до 5 кОм подбирается под нужное выходное напряжение
C1 — 5000-10000 мкф и напряжение больше рабочего напряжения
C2 — 10 мкф
C3 — 470 мкф

Сразу стоит заметить для новичков, что это блок питания с линейным стабилизатором напряжения. То есть, при регулировке выходного напряжения все лишнее напряжение просто преобразуется в тепло. Оно оседает на регулируемых силовых компонентах, а именно на микросхеме стабилизатора D1 и силовом биполярном транзисторе VT1. И именно транзистор берет на себя всю лишнюю электрическую энергию и преобразует его просто в тепло, через собственный нагрев корпуса. А это значит, что чем больше тока будет потреблять нагрузка и чем меньше напряжения мы установим на выходе данного блока питания, тем меньше КПД будет этого блока питания. При минимальном напряжении на выходе и максимальном токе этот блок питания становится больше похож на электрический обогреватель. Причем в этом режиме он менее всего экономичен. К сожалению это проблема абсолютно всех линейных стабилизаторов.

Но эту проблему в значительной степени можно исправить если использовать трансформатор с несколькими выходными обмотками. То есть, мы от вторичной обмотки делаем выводы с шагом допустим 5 вольт. Находим подходящий переключатель, который нам будет подключать нужный вывод вторичной обмотки с наиболее подходящим напряжением, что мы будем использовать в конкретном случае, для конкретной нагрузки. Такой вариант переключения напряжений, что далее подается на схему стабилизатора напряжения, делает схему блока питания гораздо экономичнее, значительно повышая ее общий коэффициент полезного действия.

Теперь что касается самих рабочих компонентов этой схемы. Чтобы на выходе получить максимальное напряжение до 34.5 вольт и силу тока до 10 ампер понадобится силовой трансформатор мощностью не менее 280 Вт. Почему именно такая минимальная мощность должна быть у трансформатора. Дело в том, что максимальное входное напряжение для микросхемы D1 (LM317) 37 вольт. Но стоит учесть, что это амплитудное значение напряжения, которое будет у нас на выходе диодного моста при наличии сглаживающего конденсатора C1. Как известно, напряжение на выходе трансформатора имеет действующее значение, которое в 1,41 раза меньше амплитудного. То есть, мы 37 вольт делим на 1,41 и получаем около 26 вольт действующего напряжение, которое должна обеспечить нам вторичная обмотка имеющегося трансформатора. Следовательно, 26 вольт умножаем на 10 ампер и получаем мощность 260 Вт, ну и добавим небольшой запас по мощности с учетом различных потерь. И в итоге нам и нужен трансформатор с мощностью не менее 280 Вт. Ну, и как я ранее заметил, хорошо, чтобы он имел отводы от вторичной обмотки с шагом примерно 3-5 вольт, для повышения КПД этой схемы блока питания. Трансформатор лучше использовать тороидальный, он более эффективный, чем другие типы.

Поскольку мы будем работать с током до 10 ампер, то диодный пост также нужен с прямым током не менее 10 А, а лучше брать с запасом где-то 15-20 А. В схеме сглаживающий конденсатор C1 имеет емкость 5000 мкф, хотя лучше все же поставить микрофарад так на 10 000, сглаживание импульсов будет только лучше. Его напряжение должно быть более 35 вольт.

В схеме использована микросхема типа LM317, максимальный ток которой равен 1,5 ампер (если это оригинал, а не Китайская копия). Если у вас есть аналогичные микросхемы стабилизаторов напряжения типа LM338, LM350, рассчитанные на больший ток, то можно в схему поставить и их. Поскольку LM317 может выдержать ток всего лишь до 1,5 А, а мы планируем работать с током до 10 А, то в схему добавлен усилитель тока в виде биполярного транзистора КТ819 или КТ829 (составной). Чтобы убрать дополнительные пульсации напряжения, возникающие на выходе транзистора, в схеме предусмотрена отрицательная обратная связь в виде резистора R3. Именно этот резистор дает сигнал микросхеме, которая делает работу транзистора более стабильной. Резисторы R1 и R2 нужны для нормальной работы самой микросхемы линейного стабилизатора LM317. Напряжение на выходе задается сопротивлением R1. Резистор R4 служит небольшой нагрузкой на выходе блока питания, и также он способствует разряду выходного конденсатора после выключения схемы.

На схеме параллельно резистору R1 можно увидеть еще один резистор, отмеченный звездочкой. Он нужен, чтобы убрать с регулирующего напряжения резистора R1 так называемую мертвую зону. То есть, при работе с более низкими напряжениями (если вы сделаете блок питания на другое, более низкое напряжение) сопротивления резистора в 5 кОм будет много, и на нем появляется участок, при котором напряжение никак не меняется на выходе блока питания. Следовательно, поставив параллельно регулируемому резистору еще одни резистор с подходящим сопротивлением мы уменьшаем его величину и убираем эту самую мертвую зону.

В целом схема полностью рабочая и вполне способна выдавать ток до 10 ампер при условии, что вы будете использовать трансформатор, у которого будут дополнительные отводы на вторичной обмотке. Это нужно, чтобы уменьшить выделение тепла на биполярном транзисторе до минимума. Если же вы попытаетесь делать регулировку выходного напряжения только за счет транзистора, то даже его максимального рабочего тока не хватит, чтобы нормально рассеять все тепло, что на нем оседает. В этом случае он просто у вас сгорит. Чтобы облегчить нормальную работу биполярного транзистора параллельно ему можно поставить еще несколько штук таких же транзисторов, что распределит выделяемое тепло уже по нескольким элементам. Ну, и обязательно, как микросхема стабилизатора LM317, так и транзистор КТ819 должны быть установлены на радиатор с подходящими размерами. Включать схему без охлаждающего радиатора не рекомендуется, поскольку силовые элементы очень быстро выйдут из строя из-за перегрева.

Видео по этой теме:

P.S. Если собрать эту схему с учетом всех замечаний и рекомендаций, что были в этой статье, то данный лабораторный блок питания с регулировкой выходного напряжения будет работать вполне хорошо и надежно. Эта схема уже мной собиралась и ее работа была полностью проверена.

Цепи стабилизатора на транзисторе-стабилитроне


Рис. 1 Типовая схема стабилитрона.

, автор: Lewis Loflin

Обновлено, отредактировано в октябре 2016 года. В нем исследуются основные операции стабилитронов и их использование в качестве регуляторов напряжения. Они будут использоваться вместе с обычными биполярными транзисторами для увеличения выходного тока и могут использоваться студентами и любителями для реальных регуляторов напряжения. Нижеследующее предназначено только для информационных целей и не дает никаких гарантий.

Связанные — Эксперименты с шунтирующим стабилизатором TL431A типа регулируемого стабилитрона.

Видео на YouTube: Учебное пособие по стабилитронам.

Стабилитрон — это твердотельное устройство с двумя выводами, которое при прямом смещении будет проводить и действовать как любой другой кремниевый диод. В режиме обратного смещения всегда используются стабилитроны, предназначенные для пробоя при определенном напряжении. На рис.1 показано базовое подключение стабилитрона.

Z1 и Rs включены последовательно, а нагрузочный резистор RL на 200 Ом параллельно Z1.Наш общий ток (Is) протекает через Rs и делится через Z1 (24 мА) и RL (51 мА). Z1 при 10,2 В поддерживает постоянное напряжение на RL, когда Vin изменяется в определенном диапазоне. Если Vin падает до 14 вольт, ток стабилитрона Iz падает, чтобы поддерживать напряжение на RL. Если Vin увеличивается, скажем, до 18 вольт, то ток стабилитрона Iz увеличивается, поддерживая напряжение на RL.

В любое время падение напряжения на Z1 плюс Rs всегда равно напряжению питания Vin, в то время как напряжение на RL, таким образом, IL постоянно. Если Rs слишком мало, чрезмерный ток приведет к перегреву Z1. Если Rs слишком велико, нам не хватает минимального тока Iz для поддержания регулирования напряжения. Обратите внимание на следующее:

 
Is = Iz + IL = 24 мА + 51 мА = 75 мА;
Rs = VRs / Is = 5,8 В / 75 мА = 77 Ом.
  

Следующий вопрос заключается в том, какой ток эта схема может обеспечить нагрузке? Давайте посмотрим на проблему.


Рис.2

На Рис. 2 мы видим исправную схему стабилизации стабилитрона при Z1 = 5.1 вольт при питании 10 вольт. Но что происходит, если мы увеличиваем нагрузку от RL? Обратите внимание, что для правильной работы мы должны поддерживать минимальное значение Iz.


Рис. 3

На рис. 3 мы понизили RL с 200 Ом до 150 Ом, увеличив IL. Хотя общий ток Rs остается неизменным, часть тока для Z1 (Iz) идет в RL, и мы находимся на грани отсутствия регулирования напряжения.


Рис. 4

На Рис. 4 RL теперь составляет 100 Ом и потреблял такой большой ток от Z1, что у нас больше нет никакого регулирования напряжения. Эта установка практически бесполезна как источник питания, за исключением малых токов. Вот почему мы используем транзисторы вместе со стабилитронами.


Рис. 5

Чтобы обойти ограничения мощности, мы используем транзистор с последовательным проходом. На рис. 5 NPN-транзистор с коэффициентом усиления Hfe или DC, равным 100, фактически «умножает» 1 мА из цепи стабилитрона до 100 мА. Причина, по которой я выбрал стабилитрон на 5,6 В, заключается в том, чтобы компенсировать падение 0,6 В на переходе B-E Q1. Да, вам нужен конденсатор емкостью 100 мкФ, чтобы пульсации источника питания не вызывали проблем.По мере того, как мы потребляем больший ток нагрузки, 99% тока происходит из Q1.


Рис. 6

На рис. 6 мы используем два NPN-транзистора в конфигурации Дарлингтона для увеличения выходного тока до 1 А через нагрузку 12 Ом. Мне пришлось использовать стабилитрон на 13,2 В, чтобы компенсировать падение напряжения на двух переходах B-E.


Рис. 7

На Рис. 7 мы используем Дарлингтона для увеличения выходного тока до 1 А через нагрузку 12 Ом.


Рис.8

Рис.8 у нас есть стабилизатор на стабилитроне для источника питания с отрицательной полярностью. Транзистор NPN был заменен транзистором PNP, а полярность стабилитрона и конденсатора 100 мкФ была изменена. Все текущие потоки также были почитаемы.

На этом завершается введение в регулирование напряжения на основе стабилитронов.

Учебное пособие: Схемы транзисторно-стабилитронного стабилизатора
Уловки и подсказки для регуляторов напряжения серии LM78XX
Учебное пособие по базовому исправлению источника питания

Поваренная книга по биполярным транзисторам

— Часть 1


Биполярный транзистор — самый важный «активный» элемент схемы, используемый в современной электронике, и он составляет основу большинства линейных и цифровых ИС, операционных усилителей и т. Д.В своей дискретной форме он может функционировать как цифровой переключатель или как линейный усилитель и доступен во многих формах низкой, средней и высокой мощности. В этом вводном эпизоде ​​основное внимание уделяется теории, характеристикам и конфигурациям схем транзисторов. Остальные семь частей серии представят широкий спектр практических схем применения биполярных транзисторов.

ОСНОВЫ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

Биполярный транзистор (впервые изобретен в 1948 году) представляет собой трехконтактное (база, эмиттер и коллектор) устройство усиления тока, в котором небольшой входной ток может управлять величиной гораздо большего выходного тока.Термин «биполярный» означает, что устройство изготовлено из полупроводниковых материалов, в которых проводимость зависит как от положительных, так и от отрицательных (основных и неосновных) носителей заряда.

Обычный транзистор сделан из трехслойного полупроводникового материала n-типа и p-типа, с базовым или «управляющим» выводом, подключенным к центральному слою, а выводы коллектора и эмиттера подключены к внешним слоям. Если он использует многослойную конструкцию n-p-n, как на рис. 1 (a) , он известен как транзистор n-pn и использует стандартный символ на рис. 1 (b) .

РИСУНОК 1. Базовая конструкция (а) и обозначение (б) npn-транзистора.


Если он использует структуру p-n-p, как на рис. 2 (a) , он известен как транзистор pnp и использует символ на рис. 2 (b) .

РИСУНОК 2. Базовая конструкция (a) и обозначение (b) pnp-транзистора.


При использовании для транзисторов npn и pnp требуется источник питания соответствующей полярности, как показано на , рис. 3 .

РИСУНОК 3. Подключение полярности к (a) npn-транзисторам и (b) pnp-транзисторам.


Устройству npn требуется источник питания, который делает коллектор положительным по отношению к эмиттеру — его выходной или выходной ток сигнала (I c ) течет от коллектора к эмиттеру, а его амплитуда регулируется входным «управляющим» током ( I b ), который течет от базы к эмиттеру через внешний токоограничивающий резистор (R b ) и положительное напряжение смещения.Транзистору pnp требуется отрицательное питание — ток его основного вывода течет от эмиттера к коллектору и управляется входным током эмиттер-база, который течет до отрицательного напряжения смещения.

В первые годы использования биполярных транзисторов большинство транзисторов были изготовлены из германиевых полупроводниковых материалов. Такие устройства имели много практических недостатков: они были хрупкими, чрезмерно чувствительными к температуре, с электронным шумом и имели очень низкую мощность передачи. Германиевые транзисторы уже устарели.Практически все современные биполярные транзисторы изготовлены из кремниевых полупроводниковых материалов. Такие устройства надежны, обладают хорошей мощностью, не слишком чувствительны к температуре и генерируют незначительный электронный шум.

Сегодня доступно очень большое количество превосходных типов кремниевых биполярных транзисторов. На рис. 4 перечислены основные характеристики двух типичных маломощных типов общего назначения — 2N3904 (npn) и 2N3906 (pnp), каждый из которых размещен в пластиковом корпусе TO-92 и имеет нижний штифт. соединения показаны на схеме.

РИСУНОК 4. Общие характеристики и схема маломощных кремниевых транзисторов 2N3904 и 2N3906.


Обратите внимание, при чтении списка Рисунок 4 , что V CEO (max) — это максимальное напряжение, которое может быть приложено между коллектором и эмиттером, когда база разомкнута, и V CBO (max) — максимальное напряжение, которое может быть приложено между коллектором и базой при разомкнутой цепи эмиттера. I C (макс.) — это максимальный средний ток, который может протекать через клемму коллектора устройства, а P T (макс.) — максимальная средняя мощность, которую устройство может рассеять без использования внешний радиатор, при нормальной комнатной температуре.

Одним из наиболее важных параметров транзистора является его коэффициент передачи прямого тока, или h fe — это коэффициент усиления по току или отношение выходного / входного тока устройства (обычно от 100 до 300 в двух перечисленных устройствах). Наконец, цифра f T указывает доступное произведение коэффициента усиления / ширины полосы частот устройства, т. Е. Если транзистор используется в конфигурации обратной связи по напряжению, которая обеспечивает усиление по напряжению x100, ширина полосы составляет 1/100 от f T цифра, но если коэффициент усиления по напряжению уменьшается до x10, ширина полосы увеличивается до f T /10 и т. Д.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНЗИСТОРА

Чтобы получить максимальное значение от транзистора, пользователь должен понимать как его статические (постоянный ток), так и динамические (переменный ток) характеристики. На рисунке 5 показаны статические эквивалентные схемы npn- и pnp-транзисторов.

РИСУНОК 5. Статические эквивалентные схемы npn и pnp транзисторов.


Стабилитрон неизбежно формируется каждым из np- или pn-переходов транзистора, и, таким образом, транзистор (в статических терминах) равен паре обратно соединенных стабилитронов, подключенных между выводами коллектора и эмиттера, с выводом базы. подключены к их «общей» точке.В большинстве маломощных транзисторов общего назначения переход база-эмиттер имеет типичное значение стабилитрона в диапазоне от 5 В до 10 В — типичное значение стабилитрона перехода база-коллектор находится в диапазоне от 20 В до 100 В.

Таким образом, переход база-эмиттер транзистора действует как обычный диод при прямом смещении и как стабилитрон при обратном смещении. В кремниевых транзисторах смещенный в прямом направлении переход пропускает небольшой ток, пока напряжение смещения не возрастет примерно до 600 мВ, но при превышении этого значения ток быстро увеличивается.При прямом смещении фиксированным током прямое напряжение перехода имеет тепловой коэффициент около -2 мВ / 0 C. Когда транзистор используется с разомкнутой цепью эмиттера, переход база-коллектор действует так же. описан, но имеет большее значение стабилитрона. Если транзистор используется с разомкнутой базой, путь коллектор-эмиттер действует как стабилитрон, включенный последовательно с обычным диодом.

Динамические характеристики транзистора можно понять с помощью Рисунок 6 , на котором показаны типичные характеристики прямого перехода маломощного кремниевого npn-транзистора с номинальным значением 100 h fe (коэффициент усиления по току).

РИСУНОК 6. Типичные передаточные характеристики маломощных npn-транзисторов со значением h fe , равным 100 номиналу.


Таким образом, когда ток базы (I b ) равен нулю, транзистор пропускает только небольшой ток утечки. Когда напряжение коллектора превышает несколько сотен милливольт, ток коллектора почти прямо пропорционален токам базы и мало зависит от значения напряжения коллектора. Таким образом, устройство может использоваться в качестве генератора постоянного тока, подавая фиксированный ток смещения в базу, или может использоваться в качестве линейного усилителя путем наложения входного сигнала на номинальный входной ток.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ

Транзистор может использоваться во множестве различных конфигураций основных схем, и оставшаяся часть этого вступительного эпизода представляет собой краткое изложение наиболее важных из них. Обратите внимание, что хотя все схемы показаны с использованием транзисторов типа npn, их можно использовать с типами pnp, просто изменив полярность схемы и т. Д.

ДИОД И ЦЕПИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ

Переход база-эмиттер или база-коллектор кремниевого транзистора может использоваться как простой диод или выпрямитель, или как стабилитрон, используя его с соответствующей полярностью. На рис. 7 показаны два альтернативных способа использования npn-транзистора в качестве простого диодного зажима, который преобразует прямоугольный входной сигнал, связанный по переменному току, в прямоугольный выходной сигнал, который колеблется между нулем и положительным значением напряжения, т. Е. Который «фиксирует» выходной сигнал. к нулевой контрольной точке либо через внутреннюю базу-эмиттер транзистора, либо через «диодный» переход база-коллектор.

РИСУНОК 7. Схема ограничивающего диода, использующая npn-транзистор в качестве диода.


На рисунке 8 показан npn-транзистор, используемый в качестве стабилитрона, который преобразует нерегулируемое напряжение питания в стабилизированный выходной сигнал с фиксированным значением с типичным значением в диапазоне от 5 В до 10 В, в зависимости от конкретного транзистора. Для этого приложения подходит только переход база-эмиттер транзистора с обратным смещением. Если используется переход база-коллектор с обратным смещением, значение стабилитрона обычно возрастает до диапазона 30–100 В, и транзистор может самоуничтожиться (из-за перегрева) при довольно низких уровнях тока стабилитрона.

РИСУНОК 8. Транзистор, используемый в качестве стабилитрона.


На рисунке 9 показан транзистор, используемый в качестве простого электронного переключателя или цифрового инвертора. Его база приводится в действие (через R b ) цифровым входом, имеющим либо нулевое напряжение, либо положительное значение, а нагрузка R L подключается между коллектором и положительной шиной питания. Когда входное напряжение равно нулю, транзистор отключен и через нагрузку протекает нулевой ток, поэтому между коллектором и эмиттером появляется полное напряжение питания.Когда на входе высокий уровень, транзисторный ключ полностью включен (насыщен), и в нагрузке протекает максимальный ток, и между коллектором и эмиттером вырабатывается всего несколько сотен милливольт. Таким образом, выходное напряжение представляет собой инвертированную форму входного сигнала.

РИСУНОК 9. Транзисторный переключатель или цифровой инвертор.


Базовая схема Рисунок 9 предназначена для использования в качестве простого цифрового переключателя или инвертора, управляющего чисто резистивной нагрузкой.Его можно использовать в качестве электронного переключателя, который управляет катушкой реле или другой высокоиндуктивной нагрузкой (например, электродвигателем постоянного тока), подключив его, как показано на рис. 10 , как показано на рис. 10 , в котором диоды D1 и D2 защищают транзистор от высокоточного переключателя. — индуцированные обратные ЭДС от индуктивной нагрузки в момент отключения питания.

РИСУНОК 10. Транзисторный переключатель (цифровой инвертор), управляющий катушкой реле (или другой индуктивной нагрузкой).


ЦЕПИ ЛИНЕЙНОГО УСИЛИТЕЛЯ

Транзистор можно использовать в качестве линейного усилителя тока или напряжения, подав соответствующий ток смещения в его базу, а затем подав входной сигнал между соответствующей парой клемм.В этом случае транзистор может использоваться в любом из трех основных режимов работы, каждый из которых обеспечивает уникальный набор характеристик. Эти три режима известны как «общий эмиттер» (, рисунок 11, ), «общая база» (, рисунок 12, ) и «общий коллектор» (, рисунки 13 и 14, ).

В схеме с общим эмиттером (которая показана в очень простой форме на рис. 11 ) резистивная нагрузка R L подключена между коллектором транзистора и положительной линией питания, а ток смещения подается в базу через резистор R b , значение которого выбирается для установки коллектора на значение половины напряжения покоя (для обеспечения максимальных неискаженных колебаний выходного сигнала).Входной сигнал подается между базой транзистора и эмиттером через конденсатор C, а выходной сигнал (который инвертирован по фазе относительно входа) принимается между коллектором и эмиттером. Эта схема дает среднее значение входного импеданса и довольно высокий общий коэффициент усиления по напряжению.

РИСУНОК 11. Линейный усилитель с общим эмиттером.


В схеме с общей базой в Рис. 12 база смещена через R b и развязана по переменному току (или заземлена по переменному току) через конденсатор C b .Входной сигнал эффективно применяется между эмиттером и базой через C1, а усиленный, но не инвертированный выходной сигнал эффективно берется между коллектором и базой. Эта схема отличается хорошим коэффициентом усиления по напряжению, почти единичным коэффициентом усиления по току и очень низким входным сопротивлением.

РИСУНОК 12. Линейный усилитель с общей базой.


В цепи общего коллектора постоянного тока в схеме , рис. 13 , коллектор закорочен на низкоомную положительную шину питания и, таким образом, фактически находится на уровне импеданса «виртуальной земли».Входной сигнал подается между базой и землей (виртуальный коллектор), а неинвертированный выходной сигнал берется между эмиттером и землей (виртуальный коллектор). Эта схема дает почти единичный общий коэффициент усиления по напряжению, а ее выход «следует» за входным сигналом. Таким образом, он известен как повторитель постоянного напряжения (или эмиттерный повторитель) и имеет очень высокий входной импеданс (равный произведению значений R L и h fe ).

РИСУНОК 13. Линейный усилитель постоянного тока с общим коллектором или повторитель напряжения.


Обратите внимание, что приведенная выше схема может быть изменена для использования переменного тока, просто смещая транзистор на половину напряжения питания и соединяя входной сигнал с базой по переменному току, как показано в базовой схеме на рис. 14 , в котором делитель потенциала R1-R2 обеспечивает смещение половинного напряжения питания.

РИСУНОК 14. Усилитель с общим коллектором переменного тока или повторитель напряжения.


Диаграмма на Рис. 15 суммирует характеристики трех основных конфигураций усилителя.Таким образом, усилитель с общим коллектором дает почти единичный общий коэффициент усиления по напряжению и высокий входной импеданс, в то время как усилители с общим эмиттером и общей базой дают высокие значения усиления по напряжению, но имеют значения входного импеданса от среднего до низкого.

РИСУНОК 15. Сравнительные характеристики трех основных схемных конфигураций.


ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

На рисунке 16 показано — в базовой форме — как пара усилителей базового типа Рисунок 11 может быть соединена вместе, чтобы образовать «дифференциальный» усилитель или «длинно-хвостовую пару», которая выдает пропорциональный выходной сигнал. на разницу между двумя входными сигналами.В этом случае Q1 и Q2 имеют общий эмиттерный резистор («хвост»), а схема смещена (через R1-R2 и R3-R4), так что два транзистора пропускают идентичные токи коллектора (таким образом, обеспечивая нулевую разницу между токами коллектора). два напряжения коллектора) в условиях покоя с нулевым входом.

РИСУНОК 16. Дифференциальный усилитель или длиннохвостая пара.


Если в приведенной выше схеме возрастающее входное напряжение подается только на вход одного транзистора, это приводит к падению выходного напряжения этого транзистора и (в результате действия связи эмиттеров) вызывает выходное напряжение другого транзистора. транзистор поднимается на аналогичную величину, что дает большое дифференциальное выходное напряжение между двумя коллекторами.С другой стороны, если на входы обоих транзисторов подаются идентичные сигналы, оба коллектора будут перемещаться на одинаковые величины, и, таким образом, схема будет производить нулевой дифференциальный выходной сигнал. Таким образом, схема выдает выходной сигнал, пропорциональный разнице между двумя входными сигналами.

СВЯЗЬ ДАРЛИНГТОНА

Входное сопротивление схемы эмиттерного повторителя Рис. 13 равно произведению значений R L и значений h fe транзистора — если требуется сверхвысокий входной импеданс, его можно получить, заменив одиночный транзистор на пара транзисторов, подключенных по схеме «Дарлингтон» или «Супер-Альфа», как показано на Рис. 17 .Здесь эмиттерный ток входного транзистора подается непосредственно на базу выходного транзистора, и пара действует как отдельный транзистор с общим значением h fe , равным произведению двух отдельных значений hfe, т. Е. Если каждое Транзистор имеет значение h fe , равное 100, пара действует как одиночный транзистор с h fe , равным 10 000, а полная схема имеет входное сопротивление 10 000 x R L .

РИСУНОК 17. Эмиттерный повторитель Дарлингтона или Супер-Альфа постоянного тока.


ЦЕПИ МУЛЬТИВИБРАТОРА

Мультивибратор — это, по сути, цифровая схема с двумя состояниями, которая может переключаться из состояния с высоким выходом в состояние с низким уровнем выхода или наоборот, с помощью сигнала запуска, который может быть получен от внешнего источника или с помощью автоматического или срабатывающий механизм синхронизации. Транзисторы могут использоваться в четырех основных типах схем мультивибратора, как показано на рис. 18–21 .

Схема Рис. 18 Схема представляет собой простой бистабильный мультивибратор с перекрестной связью, запускаемый вручную, в котором смещение базы каждого транзистора происходит от коллектора другого, так что один транзистор автоматически отключается при включении другого. , наоборот.

РИСУНОК 18. Бистабильный мультивибратор с ручным запуском.


Таким образом, выход может быть понижен путем кратковременного отключения Q2 через S2, таким образом закорачивая путь Q2 база-эмиттер. Когда Q2 отключает привод базы питания R2-R4 на базу Q1, схема автоматически блокируется в этом состоянии до тех пор, пока Q1 не будет аналогичным образом отключен через S1, после чего выход снова блокируется в высоком состоянии и так до бесконечности.

На рисунке 19 показан — в базовой форме — моностабильный мультивибратор или схема генератора однократных импульсов.Его выход (от коллектора Q1) обычно низкий, так как Q1 обычно смещается через R5, но переключается на высокий уровень в течение заданного периода (определяемого значениями компонентов C1-R5), если Q1 на короткое время выключается кратковременным закрытием кнопки « Пуск »переключатель S1.

РИСУНОК 19. Моностабильный мультивибратор с ручным запуском.


Фактический период времени моностабильности начинается при отпускании кнопочного переключателя «Пуск» и имеет период (P) приблизительно 0.7 x C1 x R5, где P выражено в мкСм, C в мкФ, а R в килом.

На рисунке 20 показан нестабильный мультивибратор или автономный генератор прямоугольной волны, в котором периоды включения и выключения прямоугольной волны определяются значениями компонентов C1-R4 и C2-R3. По сути, эта схема действует как пара перекрестно связанных моностабильных схем, которые последовательно автоматически запускают друг друга. Если периоды синхронизации C1-R4 и C2-R3 идентичны, схема генерирует свободный прямоугольный выходной сигнал.Если два периода синхронизации не идентичны, схема генерирует асимметричный выходной сигнал.

РИСУНОК 20. Нестабильный мультивибратор или автономный прямоугольный генератор.


Наконец, На рис. 21 показан базовый триггер Шмитта или схема преобразователя синусоидального сигнала в прямоугольный. Действие схемы здесь таково, что Q2 внезапно переключается из состояния «включено» в состояние «выключено» или наоборот, когда база Q1 поднимается выше или ниже заранее определенных уровней напряжения «триггера».

РИСУНОК 21. Триггер Шмитта или преобразователь синусоидального сигнала в прямоугольный.


Если на вход схемы подается синусоидальный сигнал разумной амплитуды, схема, таким образом, генерирует выходной сигнал в виде симпатической прямоугольной волны. NV


Стабилизированный источник питания

на транзисторе и стабилитроне


Уведомление : Неопределенный индекс: social_icon_position в /home/mdisario/public_html/huntdaily.com/wp-content/plugins/wp-social-sharing/includes/class-public.php в строке 30

Падение 324 вольт на 1000 Вт дает 324 ма тока в цепи. Схема питания с регулируемым напряжением 12 В с использованием стабилитрона. Итак, в этом проекте мы собираемся разработать простой двойной источник питания ± 12 В с использованием стабилитронов 12 В / 1 Вт. Стабилитрон — это кремниевый полупроводниковый прибор, который позволяет току течь в прямом или обратном направлении. Здесь будут рассмотрены основные принципы работы стабилитронов и их использование в качестве регуляторов напряжения. Самый дешевый способ регулирования малых значений тока — использовать стабилитрон.Стабилитрон используется для регулирования базового напряжения, которое приводит к регулируемому напряжению эмиттера. Сама по себе эта схема не используется широко в линейном источнике питания, но может использоваться в другом оборудовании для обеспечения понижающего напряжения и т. Д. От шины с более высоким напряжением. Напряжение на C2 — очень стабильный источник напряжения. Регулятор — стабилизатор на стабилитроне Для слаботочных источников питания — простой регулятор напряжения может быть выполнен с резистором и стабилитроном, подключенными в обратном порядке. Крошечный слаботочный регулируемый источник питания 9 В постоянного тока, созданный на основе биполярного транзистора и стабилитрона.Стабилизация напряжения с использованием стабилитрона и транзисторов.Особенности: прибор состоит из источника питания переменного тока, трех измерителей для прямого измерения выходного напряжения, выходного тока и пульсаций переменного тока, двух PN-переходных диодов, фильтра, схемы стабилизации с использованием стабилитрона и транзистора, сопротивления нагрузки выбираются с помощью диапазона выключатель и все важные соединения вынесены на розетки 4 мм. Проверка регулируемого выходного напряжения без нагрузки показывает 15,5 В, как указано в части (а). Транзисторный шунтирующий стабилизатор, показанный на рисунке, имеет регулируемое выходное напряжение 10 вольт, когда входное напряжение изменяется от 20 вольт до 30 вольт.Пытаться. Существует два типа транзисторных стабилизаторов напряжения с стабилитроном. анод диодов подключается к отрицательному питанию. Мой вход — 240 В, 50 Гц. В схеме питания используется стабилизатор напряжения от стабилитрона 12В. Резистор R1 обеспечивает ток базы для Q1, а также удерживает стабилитрон D2 в активной области. Стабилитрон как регулятор напряжения. Транзисторы Q1 (2N 3054) и Q2 (2N 3055) образуют пару Дарлингтона. #ElectrotechCC #BasicElectronics В этом видео вы узнаете о базовой электронике стабилизированного источника питания на основе стабилитрона…. !!! При прямом смещении он действует как обычный диод. Формулы и уравнения для калькулятора стабилитрона и стабилитрона Серийный ток IS = VIN — VZ / .. модуль питания 02.pdf 5 e. coates 2007-2016 Схема устроена так, что полный ток питания I S складывается из выходного тока нагрузки I OUT плюс тока стабилитрона I Z: 3 0-50 Ом резистор POT, управляемый стабилитроном, последовательный стабилизатор напряжения на транзисторах. Такую схему еще называют регулятором напряжения на эмиттерном повторителе.Он назван так потому, что используемый транзистор подключен по схеме эмиттерного повторителя. Схема состоит из транзистора N-P-N и стабилитрона. Использование… Очень простая схема стабилитрона, обеспечивающая функцию шунтирующего стабилизатора, как показано выше, не особенно эффективна и нецелесообразна для многих приложений с более высокими токами. Найдите качественный стабилизатор напряжения с помощью стабилитрона и транзистора с требуемыми характеристиками. Они обеспечивают простой, легкий и дешевый источник надежного источника постоянного тока.Следовательно, его максимальная энергоэффективность составляет VOUT / VIN, поскольку разница напряжений тратится на обогрев птицы. На этом мы завершаем введение в регулирование напряжения на основе стабилитронов. На рис. Транзисторные усилители не строго подчиняются закону сохранения энергии, так как выходная мощность больше входной. Функция регулятора состоит в том, чтобы обеспечить постоянное выходное напряжение на нагрузку, подключенную параллельно ему, несмотря на пульсации напряжения питания или изменение тока нагрузки, а ток на стабилитрон не регулируется, поэтому Vref может изменяться Напряжение база-эмиттер транзистора изменяется в зависимости от температуры.Обратите внимание, что в транзисторе ток, необходимый для базы, всего в 1 / hFE умноженный на ток эмиттера и коллектора. На следующей схеме показан типичный нерегулируемый источник питания. Источники питания с аналоговой регулировкой эффективно используют эту технику. V-I характеристики pn-перехода. В различных приложениях, где пульсации нежелательны, схема источника питания с регулируемой пульсацией, использующая 741, показанная на рисунке 1, для регулируемого источника питания с пульсацией работает вполне удовлетворительно. мы можем использовать эту схему в качестве источника питания 12 В для шагового двигателя, серводвигателя и периферийных устройств, требующих 12 В.Это простой двухконтурный стабилизатор напряжения с использованием стабилитрона. Используя всего один транзистор и несколько стабилитронов, вы можете получить различные напряжения в диапазоне от 5 В до 10 В от источника питания 12 В. На приведенной ниже диаграмме и диаграмме показано, как транзистор, стабилитрон и смещение резистор может быть сконфигурирован для реализации простой схемы транзисторного регулятора. 1. Стабилитрон, резистор, источник переменного тока постоянного тока, миллиамперметр, вольтметр, реостат и провод. Стабилизированный источник питания используется для обеспечения постоянного выходного напряжения даже при изменении выходной нагрузки.Другое выходное напряжение может быть получено путем замены стабилитрона. В цепь подключен резистор, ограничивающий ток в диоде. Их производят несколько производителей, большинство из них легко доступны и недороги. Продолжайте читать: Малая схема стабилизатора напряжения на стабилитроне с печатной платой. пользователя Льюис Лофлин. Аппарат. 3. Причина колебания выходного напряжения при повышении входного напряжения Повышение нагрузки при температурном отказе в цепи. Схемы транзисторно-стабилитронных стабилизаторов.Транзисторный шунтирующий стабилизатор напряжения. Прямое падение диода будет примерно таким же, как. Резистор R1 обеспечивает ток базы для Q1, а также удерживает стабилитрон D2 в активной области. Стабилитрон 15в питается через резистор 4К7 со входа. Более высокие токи могут быть получены от стабилитронов большей мощности, но я предпочитаю использовать специальные I.C. Это может быть регулируемый источник, внутренний / внешний по отношению к вашему проекту, стабильный при нагрузке. Стабилитрон не только позволяет току течь от анода к катоду, но и в обратном направлении при достижении напряжения Зенера.Операция. Донохью ограничивает ток через стабилитрон, чтобы уменьшить мощность, рассеиваемую в стабилитроне. Простой регулируемый источник питания с расцепителем максимального тока. Используется стабилитрон 1N4744A. Стабилитрон обеспечивает опорное напряжение на базе транзистора. Здесь простая схема защиты от перенапряжения, разработанная с использованием стабилитрона и транзисторов. Что такое полупроводник. Стабилитрон должен иметь соответствующую номинальную мощность, чтобы избежать перегорания. Ограничивающее напряжение зависит от конкретного используемого стабилитрона.Эти диоды доступны на рынке для любого разумного напряжения питания. Эти регуляторы напряжения доступны в виде микросхем. Схема источника питания с регулируемым напряжением 12 В с использованием стабилитрона Здесь эта схема построена с мостовым выпрямителем и стабилитроном. Защита от перенапряжения осуществляется с помощью стабилитронов, поскольку через диод проходит ток после того, как напряжение обратного смещения превышает определенное значение. На рисунке ниже показан источник питания постоянного тока с фильтром, который выдает постоянное напряжение 24 В перед тем, как стабилизатор стабилизирует его до 15 В.2.2.1 R S и D Z образуют простой регулятор SHUNT, как описано в модуле источника питания 2.1. Однако в этой схеме они используются для обеспечения стабильного опорного напряжения V Z на базе Tr1. Напряжение от полуволнового источника питания подается на последовательно включенные резистор R и стабилитрон. это простая и дешевая схема с фиксированным источником постоянного тока. Пренебрегайте током через R B. Поскольку HFE обычно составляет 30 для силовых транзисторов, а RZ1 около 10 Ом, падение 324 В на 1000 Вт дает 324 мА тока в цепи.Регуляторы с малым падением напряжения ldos n канал. Они обеспечивают простой, легкий и дешевый источник надежного источника постоянного тока. Общую работу схемы можно продемонстрировать, объяснив две ситуации. Напряжение эмиттера Tr1 обычно будет примерно на 0,7 В ниже, чем напряжение базы, и поэтому V OUT будет при более низком напряжении, чем напряжение базы. V OUT = V Z — V BE. Транзисторы Q1 (2N 3054) и Q2 (2N 3055) образуют пару Дарлингтона. Твитнуть. К схеме подключен резистор, ограничивающий ток в диоде.Одним из решений является использование схемы стабилитрона, в которой используется транзисторный буфер, который действует как транзистор с последовательным проходом. Эта схема в качестве источника питания 12 В может использоваться в качестве источника для периферийных устройств, которым требуется 12 В. Проверка диодов. Вопрос 17. Стабилитрон похож на сигнальный диод общего назначения. Нерегулируемый постоянный ток. питание подается на входные клеммы, а регулируемый выход получается через нагрузку. PN Junction. Показывается результатов: 1–12 из 20. Стабилитрон D1 используется в качестве опорного напряжения, а транзистор PNP (Q1) используется для регулирования выходного напряжения.Наша местная электросеть обеспечивает 120 В переменного тока, поэтому выпрямленное напряжение составляет 170 В постоянного тока. Контролируемый стабилитроном транзисторный стабилизатор напряжения. В транзисторном усилителе все частоты будут иметь одинаковое усиление. Как один из лучших вариантов. Цель: Часть A: Разработать и испытать простой стабилитрон. Требуемый компонент / оборудование стабилизатора напряжения: Компонент Оборудование Sl. Существует два типа транзисторных стабилизаторов напряжения с стабилитроном. Выходное сопротивление составляет (RZ1 // R1) / усиление. Перейти к основному контенту. Базовый последовательный стабилизатор с использованием стабилитрона и эмиттерного повторителя. Это специальная схема, включающая C1, R1 и C2.значительно снижается за счет использования BJT в схеме, поскольку как I Zmax, так и I Zmin делятся на β транзистора. Выходное напряжение выпрямителя — это нерегулируемое напряжение, потому что его амплитуда непостоянна. С стабилитроном стабилизатор напряжения не может обеспечить источник большого тока из-за ограниченной мощности стабилитрона. Привет всем, Я хочу обратиться за помощью ко всем. Источники питания с аналоговой регулировкой эффективно используют эту технику. Источник питания с использованием регулятора IC (трехконтактный регулятор) Регулятор IC дополнительно улучшает характеристики стабилизатора стабилитрона за счет включения операционного усилителя.В качестве источника опорного напряжения используется стабилитрон D1, а для регулирования выходного напряжения используется PNP-транзистор (Q1). Для достижения стабильности выходного напряжения это напряжение подается обратно на неинвертирующий вход операционного усилителя через резистор R4. Потенциометр P1 используется для точной настройки источника питания 12 В. Нерегулируемый источник питания, подаваемый на вход и цепь, регулирует напряжение и обеспечивает постоянное напряжение 9 В постоянного тока, 250 мА. Обратите внимание, что в транзисторе ток, необходимый для базы, всего в 1 / hFE умноженный на ток эмиттера и коллектора.Соответствующие параметры для стабилитрона и транзистора: V Z = 9,5 В, V BE = 0,3 Втлс, β = 99. F. V было для диода 1N4002. Vin (мин)> Vout + 2,5 В R = Vin (мин). Схема транзисторного шунтирующего стабилизатора формируется путем соединения резистора последовательно со входом и транзистора, база и коллектор которого соединены стабилитроном, который регулирует, оба параллельно с нагрузкой. Может ли кто-нибудь дать мне дизайн регулируемого источника питания 7,5 В / 800 мА с использованием транзистора и стабилитрона (пожалуйста, укажите точный номер детали и мощность, а также расчет).Работа регулятора напряжения серии транзисторов. Блок питания с стабилитроном. Основной. Изучить прямую и обратную ВАХ стабилитрона; Детали продукта: Прибор состоит из блока питания постоянного тока 0-15 В / 150 мА, двух круглых счетчиков для измерения напряжения и тока, 3 стабилитронов, установленных за панелью, подключения источников питания, счетчиков и стабилитронов, выведенных через гнезда 4 мм. 2. Ниже представлена ​​схема источника питания от 110–120 В переменного тока до 123 В постоянного тока (соответствующая часть выделена белым цветом).Это старая трасса, которая интересна. Схема называется последовательным стабилизатором напряжения, потому что ток нагрузки проходит через последовательный транзистор Q1, как показано на рис. Калькулятор стабилитрона и стабилитрона. Вот схема относительно простого регулируемого источника питания с хорошо управляемыми характеристиками, включая умное отключение по току. Внутренний и внешний полупроводник. Мы будем использовать регуляторы напряжения серий 78ХХ и 79ХХ. Я хочу знать, как эти блоки питания производят регулируемую мощность.Резистор R 5 используется в качестве токоограничивающего резистора. Нет. Как показано на Рисунке 1, схема работает следующим образом. Регулируемая сильноточная цепь питания. Конструкция схемы регулятора напряжения операционного усилителя для управления нагрузкой 6 В, 1,2 Вт от входного источника питания 12 В с пульсациями напряжения ± 2 В с использованием стабилитрона 3 В. Дырочный ток. Для расчета% регулирования нагрузки. АППАРАТ: стабилитрон, резисторы, источник питания, мультиметр. СХЕМА: ТЕОРИЯ: Стабилитрон — это диод P-N с переходом, специально разработанный для работы в режиме обратного смещения.Стабилитрон обеспечивает опорное напряжение. Положительный ток питания проходит через последовательный транзистор регулятора T1. Я встречал много зарядных устройств / источников питания для мобильных телефонов, которые выдают регулируемый выходной сигнал 5 В, но я не вижу внутри стабилизатора напряжения или стабилитрона. Схема регулируемого источника питания на макете Рисунок 8 выше — это регулируемая схема, показанная на рисунке 5, но построенная на макете. В зависимости от их применения можно использовать последовательный стабилизатор на транзисторах, стабилизаторы с фиксированной и регулируемой интегральной схемой или стабилитрон, работающий в стабилитроне.Используется стабилитрон 1N4744A. Серийный стабилизатор напряжения с управляемым стабилитроном на транзисторах. Мы можем использовать эту схему в качестве источника питания 12 В для шагового двигателя, серводвигателя и периферийных устройств, требующих 12 В. На этом мы завершаем введение в регулирование напряжения на основе стабилитронов. РАСЧЕТЫ (индексы 1 и 2 соответствуют параметрам транзистора 1 и 2) Стабилитрон обеспечивает Vr = 15 В при Iz = 20 мА I C2 = I E2 = 10 мА Транзистор Q2 может обеспечивать ток коллектора 10 мА. Преобразователь 12 В в 5 В с использованием стабилитрона: Схема, показанная ниже, предназначена для цепей среднего тока, она полезна для цепи отвода среднего тока (1-70 мА), например.Прямое и обратное смещение диода с PN переходом. Для достижения стабильности выходного напряжения оно возвращается на неинвертирующий вход операционного усилителя через резистор R4. Рисунок 9. a и b. Блок-схема источника постоянного тока: это форма волны напряжения «линии» 100 В переменного тока. В некоторых случаях уровень приложенного напряжения может увеличиваться за пределы максимального диапазона напряжения нагрузки, поэтому нам необходимо выполнить настройку для защиты нагрузки от высокого напряжения. Потенциометр P1 используется для точной настройки выхода источника на 12 В постоянного тока.hFE (мин.) / 1,2 Iвых. (макс.) На рис. 1 представлена ​​базовая схема простого простого стабилизатора постоянного напряжения с использованием стабилитрона. Схема стабилитрона для БП с последовательным транзистором. Когда источник питания должен обеспечивать большой ток, вместе со стабилитроном используется силовой транзистор, как показано ниже. На нем показаны все компоненты, соединенные вместе на макетной плате, такие как резисторы, конденсатор, потенциометр, транзистор, диоды и OP-AMP. Или источником может быть нерегулируемый источник питания, который зависит от нагрузки. Стабилитрон был подключен непосредственно к импедансу нагрузки Z L.Следовательно, выходное напряжение V 0 на импедансе нагрузки ZL равно V z, напряжению пробоя стабилитрона и поддерживается почти постоянным, несмотря на изменения либо входного напряжения V i, либо импеданса нагрузки Z L. Каждый цифровой амперметр (0 -1A) 1 (Один) Нет. Управляемый стабилитроном транзистор… Двойной источник питания 9 В незаменим для любителей электроники и технологов в наши дни. Изучить стабилитрон как регулятор напряжения 2. Конструкция электронной схемы простого транзисторного регулятора напряжения с эмиттерным повторителем очень проста.Созданная схема устанавливается с мостовым выпрямителем и стабилитроном. Для расчета% стабилизации линии 3. Этот простой эффективный сильноточный источник питания на основе 2N3055 разработан для работы с токами более 3 А, но не должен превышать 5 А. Однако это делается за счет ограничения максимального тока нагрузки, который может подаваться при регулируемом выходном напряжении. Изучить стабилитрон как регулятор напряжения 2. Они помогают нам убрать пульсации переменного тока. Эта схема имеет фильтр нижних частот. Регулируемый источник питания с помощью стабилитронов.Схема, показанная ниже, представляет собой базовый последовательный стабилизатор напряжения на транзисторах. Рисунок 8. Стабилизатор напряжения на операционном усилителе на 6 В. Минимальное количество заказа: 05 Схема транзисторного шунтирующего стабилизатора образуется путем последовательного соединения резистора со входом и транзистора, база и коллектор которого соединены стабилитроном, который регулирует, оба параллельно с нагрузкой. На схеме выше показан простой последовательный стабилизатор напряжения с использованием транзистора и стабилитрона. Стабилитрон Двухканальный стабилизатор напряжения.Нерегулируемое или колеблющееся напряжение сначала регулируется и сглаживается диодом D 1 и стабилитроном ZD 1. Он работает таким образом, что обратное смещение может также работать в условиях пробоя. EE 462: Лаборатория № 4 Цепи источника питания постоянного тока с использованием диодов Цепи источника питания постоянного тока с использованием диодов от Drs. 17.13. На рисунке ниже показана принципиальная схема транзистора… Он подходит для слаботочной цепи, такой как транзисторный предусилитель. Эти типы схем обеспечивают лучшее регулирование нагрузки, чем… влияние температуры на полупроводники.Для нагрузки, чувствительной к напряжению, или электрического элемента нам необходимо обеспечить регулируемое напряжение. Напряжения, доступные напрямую, поступают от двухканального источника питания + 14 В / 0 В / -14 В при максимальном выходном токе около 200 мА. Разработать стабилизированный источник питания, обеспечивающий выходное напряжение 25 В от входа источника переменного тока 50 В, частота 50 Гц. В этом разделе мы рассмотрим фиксированные регулируемые источники питания. Требование цепи регулируемого напряжения Назначение регулятора напряжения — поддерживать напряжение в пределах… Рассчитайте приблизительное выходное напряжение этой схемы стабилизированного источника питания, величину тока через стабилитрон и (нерегулируемое) напряжение на конденсаторе 1000 мкФ. , все в условиях холостого хода: Дайте ответ.Регулируемый источник питания с использованием стабилитронов для регулирования малых значений тока. Самый дешевый подход — использовать стабилитрон. Таким образом, стабилитрон малой мощности может регулировать базовое напряжение BJT, которое может пропускать через него огромный ток. Контролируемый стабилитроном транзисторный стабилизатор напряжения. Источник питания постоянного тока с стабилитроном. Скорость дрейфа электрона. G LAB ZENER DIODE С РЕГУЛИРУЕМЫМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ, 3 МЕТРА: Amazon.in: Industrial & Scientific. На рисунке ниже показан источник питания постоянного тока с фильтром, который выдает постоянное напряжение 24 В перед тем, как стабилизатор стабилизирует его до 15 В.У меня входное напряжение 12 В. Регуляторы с малым падением напряжения ldos n канал. Проверено. Название Количество Название Количество 1 Стабилитрон 1 (один) №. Стабилитроны имеют номинальное напряжение пробоя V z и максимальную мощность P z (обычно 400 мВт или 1,3 Вт). Я пытался сделать простой регулируемый источник питания с использованием 4 диодов (0,6 v), 2 сопротивления, 1 конденсатор, 1 трансформатор (15: 1), 1 стабилитрон. Регулировка напряжения с использованием стабилитронов и транзисторов. Производитель, поставщик и экспортер из Амбалы. Стабилитрон — это особый тип диода, предназначенный для надежного протекания тока «в обратном направлении» при достижении определенного заданного обратного напряжения, известного как напряжение Зенера.. Стабилитроны производятся с большим разнообразием напряжений стабилитрона, а некоторые даже могут изменяться. Промышленный и научный сектор Здравствуйте, войдите в систему. Это очень подходящий источник питания для небольших проектов, поскольку он может обеспечить любой выход питания, заменив только стабилитрон. Базовое напряжение транзистора Q1 поддерживается на уровне относительно постоянного напряжения на стабилитроне. Если мы используем однополупериодный или двухполупериодный выпрямители, мы преобразуем напряжение переменного тока (ACV) в напряжение постоянного тока (DCV).Здесь эта схема построена с мостовым выпрямителем и стабилитроном. Определение стабилитрона Рабочий стабилитрон Обозначение схемы VI стабилитрона Характеристики стабилитрона Часто задаваемые вопросы по применению стабилитрона. СРЕДНИЙ. Регулируемый источник питания Д.Х. Шукла. В качестве усилителя тока из-за ограниченных возможностей стабилитрона устроен транзистор 2N3055 на общей базе и с радиатором. 2 IC-Voltage Regulator 7805 1 (Один) № Схема стабилитрона для блока питания с последовательным транзистором. При высоком выходном токе может потребоваться транзисторный радиатор.Ток нагрузки питания I (L)

Экстремальный тур Monster Truckz — Рипли, Западная Вирджиния, South Kingsway Boat Launch Toronto Events, Шаблон карты успеваемости детского сада Deped, Конфигурация Prtg Snmp, Кривая угла мощности при устойчивости энергосистемы,

Линейный регулятор

— обзор

Линейные регуляторы

«Линейные регуляторы», эквивалентно называемые «последовательными регуляторами» или просто «последовательными регуляторами», также производят регулируемую выходную шину постоянного тока из входной шины.Но они делают это, последовательно размещая транзистор между входом и выходом. Кроме того, этот «последовательный транзистор» (или «проходной транзистор») работает в линейной области своих вольт-амперных характеристик — таким образом, действуя как своего рода переменное сопротивление . Как показано на самой верхней схеме рисунка 1.2, этот транзистор буквально «сбрасывает» (сбрасывает) нежелательное или «избыточное» напряжение на себе.

Рисунок 1.2. Основные типы линейных и импульсных регуляторов.

Превышение напряжения — это явно разница « В IN В O » — и этот термин обычно называют «запас» линейного регулятора. Мы видим, что запас всегда должен быть положительным числом , таким образом подразумевая V O < V IN . Следовательно, линейные регуляторы, в принципе, всегда имеют «понижающий» характер — это их наиболее очевидное ограничение.

В некоторых приложениях (например,g., портативное электронное оборудование с батарейным питанием), мы можем захотеть, чтобы выходная шина оставалась хорошо регулируемой, даже если входное напряжение падает очень низко — скажем, до 0,6 В или менее от установленного выходного уровня В О . В таких случаях минимально возможный запас (или «выпадение») , достигаемый каскадом линейного регулятора, может стать проблемой.

Ни один переключатель не является идеальным, и даже если он удерживается полностью проводящим, на нем действительно есть некоторое падение напряжения.Таким образом, отключение — это просто минимально достижимое «прямое падение» на коммутаторе. Регуляторы, которые могут продолжать работать (т. Е. Регулировать свою мощность), с В IN , едва превышающим В O , называются регуляторами « low -dropout» или «LDO». Но учтите, что на самом деле нет точного падения напряжения, при котором линейный регулятор «официально» становится LDO. Таким образом, этот термин иногда довольно свободно применяется к линейным регуляторам в целом. Однако практическое правило заключается в том, что падение напряжения около 200 мВ или ниже квалифицируется как LDO, тогда как более старые устройства (обычные линейные регуляторы) имеют типичное падение напряжения около 2 В.Существует также промежуточная категория, называемая «квази-LDO», у которых выпадение напряжения составляет около 1 В, то есть что-то среднее между ними.

Линейные регуляторы, помимо принципиальной понижающей, имеют еще одно ограничение — низкий КПД. Давайте разберемся, почему это так. Мгновенная мощность, рассеиваемая в любом устройстве, по определению является перекрестным произведением В × I , где В, — это мгновенное падение напряжения на нем, а I — мгновенный ток через него.В случае последовательного транзистора в устойчивых условиях применения и В , и I фактически постоянны во времени — В в данном случае является запасом В IN В O и I ток нагрузки I O (поскольку транзистор всегда находится в серии с нагрузкой). Итак, мы видим, что коэффициент рассеяния В × I для линейных регуляторов при определенных условиях может составлять значительную часть полезной выходной мощности P O .И это просто означает «низкая эффективность» ! Кроме того, если мы внимательно рассмотрим уравнения, мы поймем, что мы также ничего не можем с этим поделать — как мы можем возражать против чего-то столь же простого, как V × I ? Например, если на входе 12 В, а на выходе 5 В, то при токе нагрузки 100 мА рассеивание в регуляторе обязательно Δ В × I O = (12–5) В × 100 мА = 700 мВт. Однако полезная (выходная) мощность составляет В O × I O = 5 В × 100 мА = 500 мВт.Следовательно, КПД равен P O / P IN = 500 / (700 + 500) = 41,6%. Что мы можем с этим поделать? Винить Георга Ома?

С другой стороны, линейные регуляторы очень «тихие» — не демонстрируют шумов и электромагнитных помех (EMI), которые, к сожалению, стали «визитной карточкой» или «торговой маркой» современных импульсных регуляторов. Для импульсных регуляторов нужны фильтры , — обычно как на входе, так и на выходе, чтобы подавить некоторые из этих шумов, которые могут мешать работе других устройств поблизости, что может привести к их неисправности.Обратите внимание, что иногда обычные входные / выходные конденсаторы преобразователя могут сами служить этой цели, особенно когда мы имеем дело с «маломощными» (и «низковольтными») приложениями. Но в целом нам могут потребоваться каскады фильтров, содержащие и катушек индуктивности и конденсаторов. Иногда может потребоваться каскадирование этих каскадов, чтобы обеспечить еще большее ослабление шума.

% PDF-1.6 % 82 0 объект > эндобдж xref 82 94 0000000016 00000 н. 0000002775 00000 н. 0000002913 00000 н. 0000003033 00000 н. 0000003081 00000 н. 0000003275 00000 н. 0000003988 00000 н. 0000004034 00000 н. 0000004081 00000 п. 0000004127 00000 н. 0000004172 00000 п. 0000004217 00000 н. 0000004262 00000 н. 0000004308 00000 п. 0000004354 00000 п. 0000004400 00000 н. 0000004446 00000 н. 0000004492 00000 н. 0000004538 00000 н. 0000004585 00000 н. 0000004631 00000 н. 0000004677 00000 н. 0000004755 00000 н. 0000006066 00000 н. 0000006103 00000 п. 0000006156 00000 н. 0000007596 00000 п. 0000009097 00000 н. 0000009480 00000 п. 0000010161 00000 п. 0000010374 00000 п. 0000010622 00000 п. 0000012416 00000 п. 0000014345 00000 п. 0000014478 00000 п. 0000014613 00000 п. 0000014923 00000 п. 0000015329 00000 п. 0000017322 00000 п. 0000018941 00000 п. 0000020777 00000 п. 0000021733 00000 п. 0000050065 00000 п. 0000052758 00000 п. 0000052865 00000 п. 0000073403 00000 п. 0000073717 00000 п. 0000073927 00000 п. 0000074071 00000 п. 0000104337 00000 н. 0000104605 00000 н. 0000105214 00000 п. 0000105399 00000 н. 0000105452 00000 п. 0000105505 00000 н. 0000105586 00000 п. 0000105679 00000 н. 0000105820 00000 н. 0000105988 00000 н. 0000106075 00000 н. 0000106255 00000 н. 0000106354 00000 п. 0000106488 00000 н. 0000106547 00000 н. 0000106628 00000 н. 0000107106 00000 п. 0000107267 00000 н. 0000110525 00000 н. 0000110564 00000 н. 0000111735 00000 н. 0000111924 00000 н. 0000112105 00000 н. 0000112287 00000 н. 0000112522 00000 н. 0000112776 00000 н. 0000112969 00000 н. 0000113146 00000 п. 0000113441 00000 н. 0000113647 00000 н. 0000113844 00000 н. 0000114090 00000 н. 0000114264 00000 н. 0000114444 00000 н. 0000114743 00000 н. 0000114932 00000 н. 0000115101 00000 п. 0000115299 00000 н. KZC3 ݸ jQ54gChW / fVG 5`oh _ ~ & gRaW ܲ> (| N.͠Ph —

Что такое регулятор напряжения и как он работает?

Регулятор напряжения — это устройство, которое поддерживает напряжение источника питания в заданных пределах. Это полезное устройство поддерживает выходное напряжение на одном уровне даже при изменении условий нагрузки или входного напряжения. Стабилизатор напряжения бывает двух типов: линейный и импульсный.

Описание линейного напряжения и импульсного регулятора

В линейном стабилизаторе используется устройство с активным проходом, называемое биполярным переходным транзистором (BJT) или MOSFET, управляемое дифференциальным усилителем с высоким коэффициентом усиления.Он в основном дифференцирует выходное напряжение с определенным напряжением, а затем регулирует проходное устройство, чтобы выходное напряжение оставалось в стандартном диапазоне.

С другой стороны, импульсный стабилизатор работает путем преобразования входного постоянного напряжения в другое напряжение с помощью переключателя. Затем выходной сигнал постоянного тока подается обратно на контроллер схемы, чтобы регулировать передачу и поддерживать постоянное выходное напряжение.

Топологии импульсного регулятора

Топология — это изучение геометрических свойств и пространственных отношений в математике.По сути, топология — это способ расположения элементов.

Существует 3 основных топологии импульсных регуляторов: понижающая (понижающая), повышающая (повышающая) и понижающая-повышающая, которые представляют собой комбинацию обоих. Остальные топологии — обратноходовая, SEPIC, Cuk, двухтактная, прямая, мостовая и полумостовая.

Каким образом частота коммутации влияет на конструкцию регуляторов

Частота переключения может повлиять на эффективность и производительность конструкции регулятора.Более высокая частота переключения означает больший шум, но с этим можно справиться, добавив фильтр нижних частот.

Однако регулировка частоты зависит от требований каждой системы. Кроме того, более высокая частота переключения означает уменьшение пространства на плате; в регуляторе напряжения можно использовать конденсаторы и катушки индуктивности меньшего размера.

Что такое потери при переключении?

Коммутационные потери возникают, когда переключатель питания переключается из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ и наоборот. Кроме того, потери мощности или переключения возникают из-за большего количества переходов в секунду при переходе на более высокие частоты.Подводя итог, потери связаны с активностью выключателя питания.

Сравнение линейных регуляторов
и импульсных регуляторов

Линейный стабилизатор — это самый простой способ регулирования выходного напряжения от источника питания. Для работы требуется только минимальное падение напряжения. Линейные регуляторы подходят только для маломощных устройств. Он может быть менее сложным и дешевым, но менее эффективным.

С другой стороны, импульсные регуляторы

очень эффективны и надежны.Однако импульсные регуляторы издают громкий визг. В основном импульсные регуляторы могут управлять более высокими токовыми нагрузками по сравнению с линейными регуляторами.

Объяснение метода выхода импульсного регулятора

Выходное напряжение контролируется на фиксированном уровне с помощью трех методов управления: управление в режиме напряжения, управление в режиме тока и управление гистерезисом (пульсациями).

Каковы проектные характеристики микросхемы стабилизатора напряжения?

В зависимости от области применения технические характеристики конструкции различаются.Но основными характеристиками являются входное напряжение, выходное напряжение и выходной ток.

К другим важным параметрам относятся выходной шум, переходная характеристика нагрузки, пульсирующее напряжение на выходе и КПД. А для линейных регуляторов важными характеристиками являются падение напряжения, выходной шум и коэффициент отклонения источника питания или PSRR.

Дополнительные функции для регулятора напряжения IC

Некоторые регуляторы имеют функцию отслеживания выходного напряжения, при которой выходное напряжение одного источника питания отслеживает выходное напряжение другого источника питания.


Linear MicroSystems, Inc. с гордостью предлагает свои услуги по всему миру, а также в прилегающих районах и городах вокруг нашей штаб-квартиры в Ирвине, Калифорния: Mission Viejo, Laguna Niguel, Huntington Beach, Santa Ana, Fountain Valley, Anaheim, Orange Графство, Фуллертон и Лос-Анджелес.

Стабилизатор высокого напряжения

— выход 48 В постоянного тока от входа 125 В постоянного тока

Публикуемый здесь проект представляет собой высоковольтный регулируемый стабилизатор с выходом 48 В постоянного тока от входного источника 125 В постоянного тока .Схема способна управлять током нагрузки до 500 мА . Эта схема регулятора предназначена для использования в высоковольтных устройствах, где нельзя использовать стандартные биполярные регуляторы. Превосходные рабочие характеристики, превосходящие характеристики большинства биполярных регуляторов, достигаются за счет схемотехники и передовых методов компоновки. В качестве современного стабилизатора устройство TL783 сочетает в себе стандартную биполярную схему с высоковольтными двойными диффузионными транзисторами MOS на одной микросхеме, чтобы создать устройство, способное выдерживать напряжения, намного превышающие стандартные биполярные интегральные схемы.Из-за отсутствия характеристик вторичного пробоя и теплового разгона, обычно связанных с биполярными выходами, TL783 поддерживает полную защиту от перегрузки при работе с напряжением до 125 В от входа к выходу. Другие особенности устройства включают ограничение тока, защиту безопасной рабочей зоны (SOA) и тепловое отключение.

Даже если ADJ отключится непреднамеренно, схема защиты останется работоспособной. Для программирования выходного напряжения требуются только два внешних резистора.Входной байпасный конденсатор необходим только тогда, когда регулятор расположен далеко от входного фильтра. Выходной конденсатор, хотя и не требуется, улучшает переходные характеристики и защиту от мгновенных коротких замыканий на выходе. Превосходное подавление пульсаций может быть достигнуто без байпасного конденсатора на клемме настройки. Выходное напряжение фиксированное 48 В постоянного тока, но его можно регулировать путем изменения значения резистора R6 , см. Формулу для выбора подходящего значения R6 в таблице данных.LT783 и транзисторы требуют радиатора большого размера.

Характеристики

  • Вход питания: от 70 до 125 В постоянного тока
  • Выход: 48 В постоянного тока
  • Выходной ток 500 мА
  • Размеры печатной платы 57 x 33 мм

Схема

Список деталей

Фото

TL783 Лист данных

tl783

Видео