Стабилизатор напряжения на стабилитроне и полевом транзисторе: Полезные статьи, радиосхемы, конструкции, разработки, рабочие и готовые к повторению

Содержание

компенсационный стабилизатор напряжения

Рассчитать непрерывный компенсационный стабилизатор напряжения, предназначенный для питания нагрузки, при Uн = 5В, Iн = 1А. Диапазон изменения входного напряжения 9,2…13,2В. Ожидаемый коэффициент стабилизации KU0>1000.

Решение. 1. Выберем силовой транзистор из условия Ik max ≥ Ik/Кзап, где Кзап — коэффициент запаса, равный 0,7…0,8.; Uкэ max ≥ Uвх max/Кзап = 19B; Pk ≥ Ik max*(Uвх max — Uвых) = 8.2Вт.
Этим требованиям удовлетворяет транзистор КТ817А. У него Uкэ max доп = 40В, Rбэ ≤ 1кОм, Ik max доп = 5А, Pk = 25Вт, h31э = 25.
2. Максимальный ток базы транзистора Iб = Iн/(h31э +1) = 1/26 = 0,03846А = 38,46мА.
Согласно схеме рис.2 в случае холостого хода (Rн = ∞) этот ток должен протекать в выходной цепи операционного усилителя. Однако, этот ток превышает выходной ток типовых операционных усилителей, выполненных в виде ИС.

Поэтому для согласования базового тока транзистора с выходным током операционного усилителя необходимо либо выбрать другой транзистор с большим значением h31э, либо в качестве регулирующего элемента использовать схему составного транзистора. В рассматриваемом случае воспользуемся схемой составного транзистора, дополнив транзистор КТ817А транзистором КТ315А. Дальнейше наименование элементов привяжем к рис.3. В этом случае максимальный управляющий ток регулирующего элемента

Здесь Rбэ1 — резистор, шунтирующий эмиттерный переход. Его сопротивление оговаривается в справочных данных на транзистор. Для транзистора КТ315А имеем: h31э = 30, Rбэ = 10кОм(в задаче это будет Rбэ2). Тогда, полагая, что Uбэ1 = Uбэ2 = 1, получаем

3. Сопротивление резистора Rсм выбираем из условия обеспечения протекания тока Iупр при наименьшем входном напряжении:
Rсм = (Uвх min — Uвых)/Iупр = (9. 5 — 5)/1,373*10¯ ³ = 3,059кОм. С запасом выбираем Rсм = 2,7кОм. В этом случае максимальный выходной ток операционного усилителя
UDAвых max = (Uвх max — Uвых)/Rсм = (13,2 — 2)/2,07 = 3,03 А.

4. В качестве источника эталонного напряжения используем параметримеский стабилизатор напряжения на стабилитроне. Стабилитрон выбираем из условия Uст0<Uвых. Используем стабилитрон типа КС133А. Его справочные параметры: Uст0 min = 2.97 B; Uст0 max = 3.63 B при Iст = 10мА; rст(rд) = 65Ом.Сопротивление баластного резистора R3 выберем в предположении, что Iвх операционного усилителя равно нулю и Iст min = 10мА:

При выбранном R3 максимально возможный ток стабилитрона

Стабилизаторы напряжения стабилитронов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Ионный прибор представляет собой лампу, в баллон которой после откачки воздуха введен инертный газ или пары ртути. Ионные приборы бывают с накаленным и холодным катодом.
К приборам с накаленным катодом относятся тиратроны и газотроны, а к приборам с холодным катодом — стабилизаторы напряжения (стабилитроны) и тиратроны тлеющего разряда (тиратроны с холодным катодом), а также ртутные выпрямители (в том числе игнитроны). Газотроны, ртутные выпрямители и игнитроны предназначены для создания выпрямителей средней и большой мощности (до сотен кет).  [c.701]
Стабилизаторы напряжения (стабилитроны) с тлеющим разрядом  [c.702]

Стабилизатор напряжения газовый (ионный) — см. Стабилитрон ионный.  [c.153]

Стабилитрон — прибор, включаемый в параметрических стабилизаторах напряжения параллельно нагрузке и поддерживающий на последней напряжение постоянным за счет постоянства напряжения на приборе при изменении тока в пределах его рабочего диапазона стабилитрон подсоединяют к источнику тока через добавочное сопротивление, роль которого в отдельных случаях может играть внутреннее сопротивление источника, если оно достаточно велико при изменении  [c. 153]

Стабилизатор напряжения газовый (ионный) — см. Стабилитрон ионный Стабилитрон 153 Стабилитрон ионный 133  

[c.764]

Стабилизацию выпрямителей по переменному напряжению осуществляют с помощью феррорезонанс-ных стабилизаторов, а по выпрямленному напряжению — стабилитронов (фиг. 8, б). В последнем случае постоянство стабилизированного напряжения зависит от правильности подбора балластного сопротивления  [c.164]

Схема импульсного регулирования питается от блока стабилитронов СтЗ—Стб, выполняющих функцию стабилизатора напряжения. Регулятор типа БРН-4 рассчитан для стабилизации иапряжения 110 1 в. Испытание его на тепловозах свидетельствует о хорошей температурной стабильности и высокой точности регулирования.  [c.89]

При включении тумблера SA2 напряжение -J-12 В подается на стабилитрон VD3, являющийся параметрическим стабилизатором напряжения и обеспечивающий питание схемы пульта стабилизированным напряжением 8 В.[c.15]

Схема этого стабилизатора напряжения содержит исполнительный (регулирующий) элемент — транзистор УТ2, включенный последовательно с сопротивлением нагрузки. Кремниевый стабилитрон У09 задает значение опорного напряжения. Транзистор УТ1 является одновременно чувствительным и усилительным элементом. Транзисторный усилитель постоянного тока УТ1 стабилизатора усиливает разность напряжений в цепи его базы,, образованную опорным напряжением и падением напряжения на сопротивлении ЯЗ потенциометра, состоящего из резисторов ЯЗ—Я5. Для повышения устойчивости работы стабилизатора на его выходе поставлен конденсатор С5.  

[c.26]

Электрическая схема прибора (рис. 57) состоит из ждущего мультивибратора на транзисторах Г1, Тг, стабилизатора напряжения на стабилитроне Дз и микроамперметра ИП  [c.94]

Упрощенная схема измерения напряжения показана на рис. 72. Наличие источника опорного напряжения Уоп позволяет получить растянутую шкалу вольтметра. В качестве источника опорного напряжения используется стабилизатор на стабилитроне Дз и резисторе / ,4. Питание стабилизатора осуществляется от выпрямителя на диоде Д и конденсаторе , выпрямляющего переменное напряжение преобразователя на транзисторах Гз и T . Преобразователь собран по обычной двухтактной схеме с общим эмиттером.  

[c.116]


Электронные и транзисторные стабилизаторы, использующие стабилитроны в качестве источника опорного напряжения  [c.744]

Кроме того, в электронном блоке имеется стабилизатор напряжения на стабилитронах Дхе, Дп и резисторе Ria. С выхода стабилизатора подается питание на лампу накаливания JIi фотодиодного датчика.  

[c.36]

Электрическая принципиальная схема прибора (рис. 42) состоит из ждущего мультивибратора на транзисторах У2, УЗ, стабилизатора напряжения на стабилитроне У4 и микроамперметра РА1.  [c. 88]

Стабилизатор напряжения питания выполнен на транзисторе 1-УТЗ, диоде -У01 и стабилитроне 1-У02.  [c.47]

Мостовая измерительная схема состоит из резисторов КИу Ш4 и источника опорного напряжения Д5. Первый каскад усилителя рассогласования собран по балансной схеме (транзисторы Тб у Т7) и питается от стабилизатора тока ( стабилитрон ДЗ, Д4, транзистор Г/, резисторы Н4 К5), Схема составного тра из не-тора состоит из транзисторов разной проводимости, что позволило сократить количество элементов в схеме и повысить коэффициент стабилизации стабилизатора.  

[c.73]

Стабилизатор напряжения питания модулятора собран по схеме параметрического транзисторного стабилизатора и состоит нз стабилитронов Д/…Д5, резистора Ply транзистора TL Конденсатор С2 обеспечивает стабильность работы модулятора при переходных процессах и улучшает динамику стабилизатора.  [c.115]

Стабилитрон (стабилизатор напряжения)  [c.

1181]

Регулятор напряжения представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования. Входным сигналом для регулятора является напряжение на выходе силового выпрямительного моста 1В—4В (см. рис. 24). Если оно мало, то стабилитрон СК1 заперт, а транзистор Т1 соответственно открыт под действием отрицательного смещения, создаваемого в цепи его базы делителем напряжения R5—R16, R17. Питание транзистора при этом обеспечивается от стабилизатора напряжения R3, СК2, СКЗ, СК4. Выходной сигнал с транзистора Т1 поступает через резисторы R1, R2 и диоды 19В, 20В на управляющие электроды управляемых вентилей 9В, IOB, которые в сочетании с неуправляемыми вентилями 6В—8В и обмоткой питающего трансформатора составляют усилитель постоянного тока.  

[c.219]

Кремниевый стабилизатор напряжения обладает также фильтрующими свойствами. Так как статическое сопротивление стабилитрона Гст намного больше его дифференциального сопротивления Гд, то схема со стабилитроном (рис. 7.1, а) эквивалентна активно-емкостному фильтру, состоящему из и Сэкв.  [c.252]

Если нужное произведение Ки /н.ном больше, чем может обеспечить выбранный по величине выходного напряжения стабилитрон, то применяют двухкаскадный стабилизатор (рис. 7.4, б). Такие стабилизаторы применяют как опорные в транзисторных стабилизаторах низких напряжений, а также как источники эталонного напряжения. В последних применяют и трехкаскадные стабилизаторы.  [c.256]

К Э. п. относятся также стабилизаторы тока (бареттеры), газоразрядные стабилизаторы напряжения (стабилитроны) и механотроны—приборы, преобразующие меха-нич. параметры (изменение расстояния между электродами, давление, ускорение, амплитуду и частоту вибраций) в электрич. сигналы.  [c.518]

Нестабилизированный преобразователь для малоко-синусиых нагрузок (рис, 33) выполнен в виде двухтактного магнитно-транзнсторного автогенератора с коммутирующим трансформатором. Первичная обмотка коммутирующего трансформатора Тр2 шунтирована схемой стабилизации длительности пол у периода, которая одновременно позволяет улучшить фронт импульсов напряжения на обмотках коммутирующего трансформатора. Эта схема выполнена как схема выпрямления (диоды ДЗ-2 и Д8 3), выход которой шунтирован конденсатором С1 ц стабилизатором напряжения (стабилитроны Д4 и транзистор ТЗ резистор Н6 для создания тока Стабилитрона Д2 и резистор К7 для обеспечения запирания транзистора ТЗ).  [c.133]


Данная схема обеспечивает минимальный уровень ложного сигнала, возникающего при изменении напряжения источников питания, по сравнению с другими схемами усилителей постоянного тока. Второй каскад собран на пентоде 6ЖЗП (Л з). Для улучшения стабильности выходного напряжения аноды лампы 6Н2П Jli) усилителя стабилизатора питаются стабилизированными напряжениями -f375e (с анода стабилитрона типа СГ-2С (Лб) и +300 в с выхода стабилизатора напряжения на +300 в, 60 ма). Питание накалов ламп и Л4 также стабилизировано.  [c.173]

Электрическая схема элемента состоит из следующих узлов а) времязадающей цепочки, выполненной на конденсаторе С2 и резисторе R7 б) порогового элемента, выполненного на транзисторах V5 и F6, резисторах R8 и R9, в) усилительного каскада, выполненного на транзисторе V4 г) выходного транзистора F3, в коллекторную цепь которого включается обмотка электромагнитного реле Р д) параметрического стабилизатора напряжения, выполненного на стабилитроне У9 и балластных резисторах R3, R4-, е) цепочки RI—С1 для защиты элементов схемы от кратковременных перенапрялсений ж) разделительных диодов У1, У7, У8.[c.35]

Схема содержит источник стабилизированного питания на резисторе R30 и стабилитроне VD4, стабилизатор напряжения R18—VD3 компараторов А1.3 и А1.4, диод VD6 защиты от пере-полюсовки источника питания и конденсаторы С1, С , IO в цепи питания для защиты схемы и датчика от паразитных импульсов, возникающих в бортовой сети.  [c.111]

В цепь питания 12 В после VDI включен стабилитрон VD2, являющийся основным элементом параметрического стабилизатора напряжения, обеспечивающего питанием командогенераторы UZ1 — UZ4 стабилизированным напряжением 8 В [1].  [c.10]

Схема приставки приведена на рис. 50. Клеммы приставки — -Е и Пр соединяют с одноименными клеммами электронного блока. Роль контактов прерывателя выполняет транзистор Туправляемый релейным усилителем постоянного тока на транзисторах Тг и Гз. На входе приставки установлен полевой МОП-транзистор (Тг, включенный по схеме истокового повторителя, что обеспечивает высокое входное сопротивление приставки и, следовательно, эффективную работу фотодиода. Резистор Лз служит для ограничения тока, стабилитрон Дг —для защиты затвора полевого транзистора от перенапряжения, резистор Яг предотвращает отпирание транзистора Г) темновым током фотодиода. Стабилитрон Да и резистор Л образуют стабилизатор напряжения, от которого питается лампа накаливания фотодиодного датчика (Лг). Нормальная работа приставки сохраняется при изменении напряжения питания в пределах от 6,5 до 15 В, что позволяет применять приставку с электронным блоком со стабилизированным вторичным напряжением (см. рис. 29).  [c.82]

На рис. 23. 13 приведена амплитудная характеристика стабилитрона Д810. Строгое постоянство обратного пробивного напряжения, называемого напряжением стабилизации, позволяет использовать эти приборы для стабилизации напряжения. Обычно кремниевый стабилитрон используется как эталонный элемент в схемах электронных стабилизаторов напряжения. Кремниевые стабилизаторы широко применяются также для безынерционного ограничения напряжения (см. главу 24).  [c.713]

Упрощенная схема и. мерспия напряжения показана на рис. 46. Наличие источника опорного напряжения /оп позволяет получить растянутую шкалу вольтметра. В качестве источника опорного напряжения используется стабилизатор на стабилитроне Де и резисторе Яи- Питание стабилизатора осуществляется от выпрямителя на  [c.59]

Стабилизатор напряжения для радиоприемной части магнитолы выполнен на транзисторах 4.-VT12 и 4-VT13 и стабилитроне 4-У011. Выходное напряжение стабилизатора регулируется подстроечным резистором 4-R11 (СПЗ-226). Резистор 4-R12 (С1-4) служит для запуска стабилизатора при включении питания. Стабилизатор напряжения питания блока ЛПМ собран на транзисторе 4-УТ8 и стабилитроне  [c.99]

Стабилизатор содержит мостовую схему БЫ прямлеиия (диоды Д/. . Л4), емкостный фильтр (конденсатор С ), стабилизатор напряжения (транзистор Т/, стабилитроны Д5..,Д22 резисторы Я2) и выходной сглаживающий фильтр (конденсатор С2).[c.78]

Регулирующий элемент — составной транзистор ТЗ, Т4. Дифференциальная схема усилителя рассогласования выполнена на транзисторах Тб, Т7 и резисторе Щ. Источник опорного напряжения — стабилитрон Д1 с напряжением стабилизации 7 2 В. В низковольтных стабилизаторах с выходным напряжением 3 В потенциал базы Тб не должен превышать этой величины. Поэтому опорное напряжение понижается делителем Ю, К2 до напряжения 2,4…2,5 В. С целью компенсации температурного коэффициента напряжения, который в точке А (рис. 18, 6) равен 4,2 мВГС, в схему включен диод Д2, который имеет температурный коэффициент напряжения примерно 2 мВЛС противоположного знака. Полевые транзисторы Т и Т2 ъ схеме выполняют роль стабилизаторов тока. Использование полевых транзисторов для стабилизации тока обусловлено чисто технологическими соображениями схема стабилизатора тока иа полевом транзисторе занимает меньше места иа подложке и проста в изготовлении  [c.97]

Первичный источник — сеть переменного тока 220 В. 400 Гц. Напряжение первичного источника через помех о-подавляющий фильтр (конденсаторы I.,. 3) подается на первичную обмогку трансформатора, соединенных параллельно (вывода 5, 6 7 S 9, I0 I, 2) выпрямляется по мостовой схеме (диоды Д1…Д4), фильтруется П-образ1шм фильтром (конденсаторы С4 С5, дроссель Др ) и подается на вход компенсационного стабилизатора напряжения с непрерывным регулированием (транзисторы Т1..Л 5, резисторы RI..,R6, стабилитрон Д5, конденсаторы Сб, С7), Стабилизированным напряжением 24 В питается преобразователь напряжения мостового типа (транзисторы Тб.,,T9, резисторы R7..,R15, конденсаторы С8,,.СИу трансформаторы Тр2 ТрЗ). Переменное напряжение прямоугольной формы частотой 2 кГц преобразователя подается на первичную обмотку выход-нот высоковольтного трансформатора ТрЗ (выводы /. 2).  [c.179]


В усилителях 34 применяются стабилиза торы как параллельного, так и последовательного типа Схема простейшего стабилизатора (на стабилитроне) приведена на рис 17 5 Такой стабилизатор ослабляет пульсации, а также стабилизирует выходное напряжение при изменении напряжения сети и тока нагрузки. Простейшим последовательным стабилизатором является эмиттерный повторитель (рис 17.6) Образцовое напряжение здесь получено с помощью ста билизатора на стабилитроне У01 Стабилиза торы на стабилитроне обеспечивают нестабильность выходною напряжения около 2 % и коэффициент ослабления пульсаций ие более 20 дБ, они малоэкономичны и исполь зуются в неответственных цепях с малым потреблением тока.  [c.115]

Стабилитрон — Справочник химика 21

    Лучшая стабилизация возможна при включении стабилитронов (табл. А.2.2) или регулирующих электронных схем. Эффективность таких стабилизаторов характеризуют коэффициентом стабилизации [c.441]

    Потенциостат состоит из источника опорного напряжения на стабилитроне VD1, дифференциального усилителя на операционном усилителе DA1 и усилителя мощности на транзисторах VT2 и VT3. Рабочий ток стабилитрона задавался источником тока на полевом транзисторе VT2 и резисторе R3. С движков многооборотных потенциометров R1 и R5 типа СП5-1В задаваемая при проведении экспериментов величина потенциала через переключатель S1 поступала на неинвертирующий вход операционного усилителя DA1. На инвертирующий его вход подавался сигнал с электрода сравнения. Усилитель мощности собран на установленной на радиаторы комплементарной паре составных транзисторов VT2 и VT3. Для устранения самовозбуждения включен конденсатор С1. Потенциал контролировался с помощью цифровых вольтметров типа В7-27 и В7-28, [c.107]


    На рис. 7 приведена схема катодной защиты заземленного резервуара с применением стабилитрона 3 [181. [c.37]

    Лекция 2. Полупроводниковый стабилитрон и его применение в параметрических стабилизаторах. Транзистор, устройство и принцип действия. [c.255]

    Гальваническая развязка осуществляется по цепям питания — сетевым трансформатором, удовлетворяющим требованиям ГОСТ 22782.5-78. Ограничение напряжения и тока цепей питания преобразователя осуществляется применением полупроводниковых стабилизаторов тока. По цепям сигнализации — барьером искрозащиты, состоящим из резистора и стабилитрона. Перечисленные элементы залиты компаундом. Печатный монтаж электрических цепей влагомера, конструкция, электрический монтаж выполнены в соответствии с требованиями ГОСТ 22782.5-78. [c.63]

    Нами предлагается включать в схему, где установлены полупроводниковые вентили, стабилитрон, настраиваемый на определенное напряжение. Использование такой схемы дает возможность снизить токи катодной защиты в пять и более раз. [c.101]

    При стабилизации переменного тока в принципе используются те же стабилитроны, что и при стабилизации постоянных токов и напряжений. Однако при этом следует учитывать, что в случае газоразрядных стабилитронов и опорных диодов при достижении номинального напряжения верхняя часть полуволны синусоидального напряжения срезается. Выходное напряжение при этом будет трапецеидальным, и его амплитуда при колебаниях входного напряжения остается неизменной. Однако крутизна боковых участков полуволны и вследствие этого действующее значение напряжения изменяются. Это устраняется включением особых компенсационных схем [А.2.9, А.2.10]. Включая их непосредственно после ограничителей, можно вновь получить практически синусоидальное напряжение. [c.442]

    Р — потенциометр г — кремневый стабилитрон Зенера. [c.156]

    На рис. 45 представлена аналогичная схема для стабилизации тока. Ток I вызывает на потенциометре Р некоторое падение напряжения, которое затем сравнивается с напряжением на кремневом стабилитроне Зенера Ъ. [c.156]

    Выбор этого стабилитрона объясняется тем, что он обладает меньшим напряжением стабилизации, чем газовый. На схемах изображены электронные лампы, которые, однако, могут при низких напряжениях с успехом заменяться транзисторами. [c.157]


    А —активным сопротивлением Б — разделительным устройством В — запирающим устройством Г — изолирующими фланцами I — силовой кабель 2 — защитное заземление 3 — сопротивление 4 — анодный заземлитель 5 — силовые вентили 6 —разрядник 7 — стабилитрон 8 — ограничитель напряжения 9 — изолирующий фланец 10 — газопровод 11 —панельный жилой дом 12 — теплопровод (водопровод).[c.21]

    Для одновременной защиты кабелей связи (КС) в шланговых изолирующих покровах от коррозии, ударов молнии и влияния внешних электромагнитных полей предложена схема (рис. 3, Б) с запирающими устройствами при использовании газонаполненного разрядника 6, кремниевых стабилитронов 7 и симметричных ограничителей напряжения 8. [c.22]

    I —контур молниезащиты 2 — резервуар 3 — стабилитрон 4 — трубопровод  [c.37]

    Учитывая, что для групповых резервуаров устанавливаются по несколько стабилитронов (> 4), то в случае пробоя одного из них разрядным током молнии, ОН все равно будет выполнять роль электрического проводника. Вероятность выгорания одновременно всех элементов исключается включением параллельно стабилитрону разрядников. [c.38]

    В [22] описана более совершенная схема защиты таких сооружений с использованием нескольких нелинейных элементов (диодов, стабилитронов). Это устройство позволяет значительно повысить эффективность катодной защиты резервуаров и емкостей, однако для широкого использования их необходимо ввести в действующие стандарты соответствующие поправки.[c.39]

    Для питания камер разработали электронную схему, стабилизация напряжения в которой осуществлялась газовым стабилитроном типа СГ-1П. [c.39]

    U T — напряжение стабилизации стабилитрона СГ-ЗС, равное 105 в. [c.276]

    В нормальном (штатном) режиме на ПЭ подается напряжение не более 24 В ток — не более 100 мА (реально — до 20 мА) мощность, потенциально возможная в ВОЗ, — не более 2,4 Вт. Если в результате неисправности будет подано, например, 220 В на одну из клемм, образуется цепь (через цепь заземления) высокой мощности. Тогда при нарастании фронта напряжения при напряжении выше 25 В ток через предохранитель Пр возрастет до величины, при которой он перегорит и цепь разомкнется. Считается, что стабилитроны рассчитаны на напряжение порядка 25 В. [c.678]

    Однокаскадная схема на газоразрядном стабилитроне обеспечивает стабильность питающего напряжения в пределах 0,5% при токе нагрузки до 10—15 ма. Двухкаскадная схема обеспечивает стабильность около 0,2%. Недостатком стабилизаторов на газоразрядных стабилитронах является высокое рабочее напряжение (не менее 70 в), что вызывает необходимость гасить излишек напряжения и сильно понижать к. п. д. схемы. Кроме того, в некоторых случаях оказывается недостаточной величина отдаваемого тока, а параллельное включение стабилитронов недопустимо. Поэтому в последнее время для питания измерительных схем чаще применяют стабилизаторы на кремниевых стабилитронах. Они имеют низкое рабочее напряжение (единицы вольт) и очень малые размеры. [c.153]

    Простейшие схемные варианты стабилизаторов напряжения на стабилитронах показаны на рис. 22.30. [c.302]

    На рис. 95 показана измерительная схема, питающаяся от двухкаскадного стабилизатора на кремниевых стабилитронах K l и КСг. Стабилизатор может отдать нагрузке ток до 10 ма, при стабильности в пределах 0,1%, если температура окру- [c.153]

    Л2—электрометрические лампы первого балансного каскада Л3, Л4—электронные лампы выходного балансного каскада Л5—газоразрядный стабилитрон реохорд компенсационной схемы йа—сопротивление коррекции шкалы iia—регулировка нуля (точно) R4—регулировка нуля (грубо)  [c. 158]

    В схеме рис. 97 измерительной компенсационной схемой является цепь, включающая сопротивления Ri и R . Она питается напряжением, стабилизированным газоразрядным стабилитроном Jls. Переменное сопротивление Ri является реохордом, с которого снимается компенсирующее напряжение. Угол поворота реохорда фиксируется по шкале, имеющей градуировку в милливольтах и единицах pH. Сопротивление R2 служит для коррекции диапазона шкалы. В рабочей схеме прибора (см рис. 108) кроме того имеются переменные сопротивления для коррекции шкалы pH по буферным растворам. [c.160]

    Как было ранее описано, стабилитрон обладае-т свойством поддерживать постоянное напряжение горения при изменении тока, протекающего через него, в довольно широких пределах (см. рис. 22.11). Рассмотрим принцип работы стабилизатора (см. рис. 22.30,а). Предположим, что в какой-то момент сопротивление нагрузки, подключенное к данной схеме, уменьшилось, тогда ток нагрузки возрастает на некоторую величину, г ток через стабилитрон уменьшится на ту же величину. Таким образом, суммарный ток, протекающий через сопротивление / , останется неизменным, а следовательно, и выходное напряжение схемы останется неизменным. В высоковольтных схемах применяется последовательное соединение нескольких стабилитронов (см. рис. 22.30,6). [c.302]


    Активное сопротивление кремниевого стабилитрона при напряжении от О до порога ограничения /огр достаточно велико, на порядок превышает анодную нагрузку 1/ 1. Поэтому при изменении напряжения на аноде в пределах О— /огр стабилитроны и Дг не оказывают шунтирующего действия. Как только напряжение сигнала достигает величины /огр, активное сопротивление стабилитронов резко падает до величины / д, равной нескольким десяткам ом. При дальнейшем увеличении сигнала на входе каскада рост напряжения сигнала на аноде резко замедляется. Амплитуда напряжения сигнала на аноде [/ при /вх> определяется следующим приближенным выражением  [c.161]

    Принципиальная электрическая схема датчика давления (рис. 76) состоит из трех каскадов стабилизированный источник питания, кварцевый генератор, резонансный каскад. Стабилизированный источник питания состоит из силового трансформатора Тр, выпрямительного моста, собранного на четырех диодах ДГЛ и двух стабилитронов СГЗС. Кварцевый генератор собран на двойном триоде 6Н1П по схеме сетка — катод. В схеме использован кварц с частотой собственных колебаний 500 кГц, что позволяет получить высокочастотные синусоидальные колебания высокой стабильности. Это в конечном счете повышает точность всего датчика. [c.133]

    Эквивалентная электрическая емкость первичного преобразователя уменьшена за счет применения узлов VI, V2, состоящих из диодов, стабилитронов, резисторов и дублированных стабилизаторов напряжения типа КР 142 ЕН5Б. Перечисленные элементы также залиты компаундом. Разъем Х6 искробезопасных цепей невзаимозаменяемой модификации. К выходу самописец могут подключаться только приборы, имеющие искробезопасное исполнение. [c.63]

    Управляющий электрод тиристора 8 подключен через конденсатор 10 к выходу мультивибратора, собранного на транаисторах II, 12. Первичная низковольтная обмотка бобины 9 соединена с запальной свечой 13.Контакты 1 подключены в цепь базы транзистора б через со-, противление 15.Питание мультивибратора и триггера осуществляется стабилизированным источником питания, собранным на транзисторе 16 и стабилитроне 17. [c.43]

    Действие всех стабилитронов основано на нелинейности их вольт-амнерных характеристик при определенных условиях работы, иначе говоря, их сопротивление зависит от величины тока или напряжения. Все стабилизаторы напряжения вместе с ограничивающим ток сопротивлением подключают параллельно выходу выпрямителя, а все стабилизаторы тока — последовательно с потребителем (рис. А.2.1). Электронные стабилизирующие схемы отличаются тем преимуществом, что позволяют осуществлять непрерывное регулирование выходных параметров, сочетающееся с повышенной эффективностью. Отдаваемая мощность не ограничивается максимально допустимой мощностью рассеивания стабилитронов (например, опорного диода), вследствие чего эффективность стабилизаторов не зависит от нагрузки. Используя простые стабилитроны, достигают коэффициентов стабилизации Больших коэффициентов стабилизации Аз применении электронных регулирующих стабилизирующих схем. Трудна и часто проблематична стабилизация больших постоянных токов. В этих случаях используют трансдукторы (регулирование посредством различной намагниченности железного сердечника) или тиристоры (регулирование изменением длительности включения вентиля в момент прохождения полуволны). [c.441]

    Мостовая схема дымномера запитывается постоянным током от усилителя потенциометра, а для исключения влияния изменения напряжения на величину выходного сигнала применена стабилизирующая приставка, состоящая из фильтра и стабилитрона СГ-ЗС. [c.276]

    При замыкании контактов прибора (зажимы 15, 16, 17) срабатывает реле Р (Яг), которое посредством контактов ЗР (ЗРч) включает двигатель ДСДР-2-1 с одновременной подачей напряжения на зарядку конденсатора Сг контакто1 11 1Р. Реверсивный электродвигатель, кинематически связанный с плунжером индукционной катушки, останавливается при достижении напряжения на конденсаторе Сг величины, достаточной для зажигания стабилитрона Лг и срабатывания реле Рз, которое контактом /Рз запитывает реле Р4, разрывающее контактом /Р4 цепь (питания электродвигателя. Второй парой контактов 4Р реле Р4 самоблокируется, а контактами 6P замыкает цепь разрядки конденсатора Сг. На этом заканчивается цикл выдачи корректирующего сигнала, величина которого за одно включение с помощью сопро-440 [c.440]

    При замыкании контактов ТК, транзистор У8 закрывается, базовая цепь однопереходиого траизисюра обесточивается, генератор прекращает свою работу, и тиристор отключает нагрузку отцепи переменного тока. Ток, проходящий через замкнутые контакты ТК, при этом определяется наиряжеинеы питания схемы управления и величиной суммы сопротивлений + R3 (около 0.2 мА). Питание схемы управления осуществляется от сети переменного тока через выпрямитель на диоде У6, стабилизатор иа рези сторе Н8, стабилитроне М7 и сглаживающем конденсаторе С/. [c.161]

    На рис. 94 показана измерительная схема мостового типа, польз уЯсь которой, можно получить шкалу с пределами разных знаков, т. е. с нулем в середине шкалы, что часто необходимо. Измерительную схему настраивают так же, как и в предыдущем случае,— при помощи сдвоенного переключателя Я (скачками) и переменного сопротивления Я (плавно). Схема питается от стабилизированного выпрямителя на полупроводниковых диодах, а стабилизация выпрямленного напряжения — газоразрядным стабилитроном Л. [c.153]

    Ех—входной сигнал 2—напряжение в аноде первого каскада Я3—напряжение на сетке второго каскада (первая производная входного сигнала) 4—напряжение в аноде второго каскада 5—напряжение на сетке тиратрона (вторая производная входного сигнала) Лх—двойной триод Л2—тиратрон Л ,. Д4—газоразрядные стабилитроны Сх, С2—конденсаторы дифференцнр> ющих контуров Й1, сопротивления дифференцируюищх контуров Рх—электромагнитное реле Рг. КЗ Сз, В—детали схемы, предотвращающей ложные срабатывания сигнализатора. [c.166]

    Для осуществления автоматического изменения скорости титрования и прекращения титрования, кроме основного электромагнитного реле Рь в схеме прил енены реле Р2 и Рз- В приборе использованы следующие электронные лампы МЕ ПО, EF 37А, двойной триод ЕСС 33, стабилитрон 85А2, бареттер 28. [c.176]

    Общими недостатками стабилизаторов такого типа являются, во-первых, что они могут быть рассчитаны только на фиксированные значения напряжений, определяемые потенциалами зажигания стабилитронов 75, 105 и 150 в, во-вторых, допустимый диапазон изменения тока нагрузки не превышает 30—40 ма. Подробное описание схем и конструкций стабилизаторов дано в книге Элмора и Сендса 1[3]. [c.303]


Параметрические стабилизаторы

Электроника Параметрические стабилизаторы

просмотров — 1074

В качестве параметрических стабилизаторов постоянного напряжения наиболее часто используются кремниевые стаби­литроны. В отличие от обычных диодов кремниевые стабили­заторы работают на обратной ветви ВАХ в области пробоя и незначительное увеличение напряжения вызывает существенное увеличение тока через стабилитрон. При этом «пробой» перехода не приведет к повреждению стабилитрона, если ток не превышает предельно допустимого значения..

На рис. 4.2 представлена ВАХ кремниевого стабилитрона, область 1—2 характеристики является рабочей.

Кремниевые стабилитроны характеризуются следующими параметрами: номинальным напряжением стабилизациипри номинальном токе стабилитрона; минимально допу­стимым током стабилизациихарактеризующим начало рабочего участка; максимально допустимым током стабилизации при котором мощность, рассеиваемая на стабилит­роне, не превышает максимально допустимого значения; диффе­ренциальным сопротивлением гст, определяемым как отношение приращения напряжения стабилизации к приращению тока че­рез стабилитрон; максимально допустимой мощностью, рассеи­ваемой стабилитроном Ртах, при которой температура р-п пере­хода не превышает предельно допустимого значенияразбросом напряжения стабилизации от номинального значения при заданных токе стабилитрона и температуре окружающей среды; средним температурным коэффициентом напряжения стабилизации аст, определяемым отношением изменения напря­жения стабилизации в процентах к абсолютному изменению температуры.

Промышленность выпускает стабилитроны на напряжения от единиц до сотен вольт в корпусном и бескорпусном исполне­нии на различные мощности от сотен милливатт до нескольких ватт. Для уменьшения температурного коэффициента последовательно со стабилитроном включают р-п переходы в прямом направлении.

На рис. 4.3, а представлена однокаскадная схема пара­метрического стабилизатора. Она состоит из гасящего резистора включенного последовательно с потребителœем, стаби­литрона VD1, включенного параллельно потребителю. Принцип работы однокаскадного параметрического стабили­затора заключается в следующем При увеличении напряжения на входе стабилизатора ток через стабилитрон VD1 резко возрастает, что приводит к увеличению падения напряжения на гасящем резисторе Rn. Приращение напряжения на гасящем резисторе примерно равно приращению напряжения на входе стабилизатора, так что напряжение на выходе стабилизатора при этом изменяется незначительно.

Коэффициент стабилизации однокаскадного параметриче­ского стабилизатора

гдедифференциальное сопротивление стабилитрона.

«Как» видно из (4.1), коэффициент стабилизации зависит от сопротивления резистора Rnи rCTi. При увеличении сопротивле­ния Rriкрайне важно повышать входное напряжение U0i, поэто­му коэффициент стабилизации не может безгранично увеличиваться. С учетом изменения входного напряжения выражение для коэффициента стабилизации можно представить в следующем виде:

гдеотносительное отклонение напряжения в сети в сто­рону понижения;

— максимально возможный коэффициент стабилизации одно­каскадного параметрического стабилизатора;

Из (4.3) видно, что для выбранного стабилитрона VD1 при известном токе нагрузки коэффициент стабилизации не может быть больше -Внутреннее сопротивление однокаскадного параметриче­ского стабилизатора приближенно равно дифференциальному сопротивлению стабилитрона: -Изменение окружающей температуры приводит к изменению выходного напряжения стабилизатора. Изменение выходного напряжения в зависимости от температуры характеризуется температурным коэффициентом стабилизатора у. который, в свою очередь, зависит от температурного коэффициента напря­жения стабилитрона, применяемого в схеме.

На рис. 4.3, б представлена схема двухкаскадного парамет­рического стабилизатора. Выходной каскад стабилизатора, со­стоящий из стабилитрона VD1 и гасящего резистора Rruпи­тается от предварительного стабилизатора, выполненного на стабилитронах VD2, VD3 и резисторе Rri.

Коэффициент стабилизации такой схемы равен произведе­нию коэффициентов стабилизации первого и второго каскадов:

Внутреннее сопротивление схемы на рис. 4.3, б, как и в однокаскадном параметрическом стабилизаторе, равно прибли­женно дифференциальному сопротивлению стабилитрона VD1. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, применяя многокаскадные параметрические стабилизаторы, можно значительно повышать коэффициент ста­билизации, однако стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки остается такой же, что и в однокаскадных схемах.

В качестве параметрических стабилизаторов постоянного тока используются нелинœейные элементы, ток которых мало зависит от. напряжения, приложенного к ним. Таким элемен­том может быть полевой или биполярный транзистор. Выход­ные и входная характеристики полевого транзистора приведены на рис. 4.4. Такие выходные характеристики имеют полевые транзисторы с р-п переходом и МОП-транзисторы обедненного типа. Из характеристик видно, что если напряжение затвор— исток неизменно, то и ток стока полевого транзистора изме­няется незначительно при изменении напряжения сток—исток.

Широкое распространение получила схема параметрическо­го «стабилизатора тока на полевом транзисторе, когда затвор и исток закороченыПолевой транзистор вклю­чен последовательно с сопротивлением нагрузки. Значение тока нагрузки 1а=1сопределяется выбором со­противления резистора

Максимальное значение токаСопротивление резистора рассчитывается по формуле

Коэффициент стабилизации по входному напряжению

Стабилизаторы тока с полевым и биполярным транзистора­ми применяют вместо гасящего резистора Rrв параметриче­ских стабилизаторах напряжения (рис. 4.6). Это дает возмож­ность обеспечить получение высокого коэффициента стабилиза­ции, при относительно высоком КПД.

Коэффициент стабилизации по напряжению схемына рис. 4.6 определяется (4.1), в котором для схемы на: рис. 4.6, б

рис. 4.6, крутизна полевого транзисторастатический коэффициент передачи тока и сопротивление коллекто­ра транзистора VT1 в схеме с общим эмиттером; дифференциальное сопротивление стабилитрона VD2. Внутреннее сопротивление схем на рис. 4.6, как и для схем на рис. 4.3, равно дифференциальному сопротивлению стабилитрона. Исходными данными для расчета стабилизаторов явля­ются: номинальное напряжение сети UuВ; частота тока сетиотносительные отклонения напряжения сети как в сторону повышения, так и в сторону понижения amax, amm; номинальное значение выходного напряжениямакси­мальный и минимальный ток и нагрузкикоэффи­циент стабилизациивнутреннее сопротивление rt\ амплитуда переменной составляющей выходного напряженияпредельные значения температуры окружающей среды.

Лекция 8


Читайте также


  • — Параметрические стабилизаторы

    В качестве параметрических стабилизаторов постоянного напряжения наиболее часто используются кремниевые стаби­литроны. В отличие от обычных диодов кремниевые стабили­заторы работают на обратной ветви ВАХ в области пробоя и незначительное увеличение напряжения… [читать подробенее]


  • — Параметрические стабилизаторы напряжения.

    Стабилизаторы постоянного напряжения. — это устройства, которые должны поддерживать постоянным выходное напряжение при изменения постоянного напряжения на входе или при изменения тока нагрузки. Основным параметром стабилизаторов напряжений является коэффициент… [читать подробенее]


  • — Параметрические стабилизаторы.

    ГИБРИДНЫЕ АППАРАТЫ Основным достоинством статических коммутационных аппаратов переменного тока на полностью управляемых ключевых элементах является их высокое быстродействие, позволяющие практически мгновенно предотвратить возрастание аварийного тока,… [читать подробенее]


  • — Параметрические стабилизаторы

    Такие стабилизаторы применяются в маломощных источниках питания. Этот стабилизатор вырабатывает эталонный сигнал Uэт для компенсационных стабилизаторов. Кремниевый стабилитронный стабилизатор имеет характеристику типа Y. На обратной ветке ВАХ осуществляется их… [читать подробенее]


  • Стабилизатор напряжения для лабораторного блока питания

    Предлагаемый несложный стабилизатор с регулируемым в широких пределах выходным напряжением и токовой защитой может быть использован как в одноканальных, так и в многоканальных лабораторных источниках питания.

    Выходное напряжение стабилизатора можно регулировать от 3 до 27 В. Наибольший ток нагрузки — 3 А. Его прототипом послужил стабилизатор, описанный в статье А. Уварова «Лабораторный источник питания» («Радиоконструктор», 2001, № 10, с. 18-20). Самое полезное, что я увидел в этой конструкции, — не требующий отдельной обмотки трансформатора способ питания маломощных узлов стабилизатора. От оптрона в узле токовой защиты я отказался и сделал эту защиту регулируемой.

    Схема стабилизатора показана на рис. 1 . Стабилизатор — компенсационного типа с непрерывным регулированием, регулирующий элемент — составной транзистор VT4VT5. Образцовое напряжение формирует параметрический стабилизатор на резисторе R11 и стабилитроне VD2. Его часть, снимаемую с движка переменного резистора R12, ОУ DA4 сравнивает с частью выходного напряжения стабилизатора, снимаемой с делителя из резисторов R17 и R18. Усиленный ОУ сигнал рассогласования управляет составным транзистором, поддерживая выходное напряжение равным заданному, которое регулируют переменным резистором R12.

    Рис. 1. Схема стабилизатора

     

    Маломощные узлы стабилизатора питаются от интегрального стабилизатора DA3. Включённый последовательно с его общим выводом стабилитрон VD1 поднимает выходное напряжение стабилизатора VD3 до 29…30 В. Интегральный стабилизатор DA1 предназначен для питания узла токовой защиты.

    При подаче на стабилизатор входного напряжения цепь R3C2 формирует импульс, устанавливающий триггер на элементах DD1.1 и DD1.2 в состояние, при котором полевой транзистор VT6 открыт, благодаря чему нагрузка подключена к выходу стабилизатора. Об этом сигнализирует включённый зелёный светодиод HL1. ОУ DA2.1 сравнивает сигнал с датчика тока(резисторов R1 и R2) и пороговое напряжение, снимаемое с движка переменного резистора R4. При превышении порога будет открыт подключённый к выходу ОУ транзистор VT1. Напряжение низкого логического уровня с его коллектора поступит на вывод 6 элемента DD1.2 и переведёт триггер в состояние, при котором полевой транзистор VT6 будет закрыт, что приведёт к отключению нагрузки от выхода стабилизатора. Одновременно погаснет светодиод HL1 и включится красный светодиод HL2, сигнализируя о превышении установленного переменным резистором R4 допустимого выходного тока стабилизатора.

    После устранения причины перегрузки нажатием на кнопку SB1 можно возвратить триггер в исходное состояние и этим вновь подключить к стабилизатору нагрузку. Учтите, что при включении стабилизатора защита срабатывает от тока зарядки конденсатора C8. Подумав, я не стал дорабатывать этот узел, сохранив своеобразную индикацию его исправности.

    Стабилизатор собран в основном на печатной плате размерами 97x82x1,5 мм, чертёж печатных проводников которой приведён на рис. 2, а схема расположения элементов — на рис. 3. Конденсатор C1, светодиоды HL1 и HL2, переменные резисторы R4 и R12, кнопка SB1 и транзистор VT5 находятся вне платы. Теплоотвод транзистора VT5 — кулер DEEPCOOL CK-AM209 с вентилятором на 12 В для процессора AMD.
    Конденсатор C1 служит сглаживающим для выпрямителя, от которого питают стабилизатор, и составлен из пяти соединённых параллельно конденсаторов К50-16 ёмкостью 2000 мкФ. Эти конденсаторы выпуска 1989 г пришлось формовать в течение десяти часов, постепенно повышая приложенное к ним напряжение до номинальных 50 В. Разумеется, предпочтительней применить в качестве C1 современные оксидные конденсаторы ёмкостью 2000…10000 мкФ с номинальным напряжением не ниже 50 В.

    Рис. 2. Печатная плата

     

    Рис. 3. Схема расположения элементов

     

    Изготавливать плату лучше из фольгированного материала с толщиной медного покрытия не менее 70 мкм, но в крайнем случае можно использовать и более распространённый материал с покрытием толщиной 35 мкм. На печатные проводники силовых цепей следует по всей длине напаять сверху медный провод диаметром не менее 1 мм.

    Резисторы R1 и R2 — RX27-1 (SQE) мощностью 5 Вт, остальные — постоянные резисторы CF-50 (С1-4). Переменный резистор R12 должен иметь линейную зависимость сопротивления от угла поворота оси движка. В качестве R4 применён проволочный переменный резистор ППБ-1А, но возможна его замена непроволочным.

    Транзисторы КТ502А можно заменить любыми из серии КТ3107, а КТ315Б — из серии КТ3102. При этом следует обратить внимание на различия в расположении выводов. Замена транзистора КТ815А — КТ969А или КТ503Д, это проверено на практике. Замену транзистора КТ819Г нужно подбирать с допустимым напряжением коллектор-эмиттер более 40 В и максимальным постоянным током коллектора не менее 5 А. Его допустимая рассеиваемая мощность (с теплоотводом) должна быть не менее 100 Вт. Полевой транзистор IRF3205 допускается заменить другим с n-каналом, имеющим как можно меньшее сопротивление в открытом состоянии, и с пороговым напряжением не более 4 В. Подойдёт, например, IRL2505.

    Аналог интегрального стабилизатора КР142ЕН9И — импортный 7824. Но можно применить и стабилизатор LM317T, для чего следует уменьшить номинал резистора R6 до 240 Ом, а стабилитрон VD1 заменить резистором сопротивлением 5,6 кОм. Вместо отечественных стабилитронов подойдут импортные мощностью 0,5 Вт с соответствующим напряжением стабилизации.

    Для замены микросхем LM358N и КР140УД608 желательно выбирать ОУ класса «rail-to-rail». В первом случае это необходимо для успешной работы токовой защиты, а во втором позволит уменьшить практически до нуля минимальное выходное напряжение стабилизатора. Микросхему К561ЛА7 можно заменить импортной CD4011B. Немаловажно, чтобы назначение и расположение выводов микросхем, выбранных в качестве замен, было бы таким же, как у заменяемых. Это позволит не переделывать печатную плату.

    При исправных деталях и правильном монтаже стабилизатор требует минимального налаживания. Следует проверить наличие напряжения на выходах интегральных стабилизаторов DA1 и DA3 и основного стабилизатора. Затем убедиться в возможности регулирования выходного напряжения переменным резистором R12. Вероятно, потребуется подобрать сопротивление резистора R17, чтобы крайнее верхнее (по схеме) положение движка переменного резистора R12 соответствовало выходному напряжению 27 В. При выполнении этой операции к выходу стабилизатора обязательно подключите нагрузку сопротивлением 100…300 Ом.

    Следующая операция — проверка работы токовой защиты. К выходу стабилизатора подключите нагрузочный резистор сопротивлением 10 Ом. Я использовал четыре резистора сопротивлением 10 Ом и мощностью 10 Вт каждый, соединённых последовательнопараллельно. Движок резистора R4 установите в крайнее правое (по схеме) положение. При плавном увеличении выходного напряжения стабилизатора токовая защита должна сработать, при этом вместо светодиода HL1 будет включён светодиод HL2. Если ток срабатывания защиты больше (меньше) требуемого, следует увеличить (уменьшить) сопротивление резистора R5.

    Работа узла защиты зависит и от сопротивления резисторов R1 и R2. Если в малом токе срабатывания нет необходимости, один из резисторов можно удалить, заменив его проволочной перемычкой. В изготовленных стабилизаторах при двух резисторах минимальный ток срабатывания защиты получился равным 0,16 А, максимальный — 3,2 А.

    Заключительные действия — изготовление и градуировку шкалы для переменного резистора R4 выполняют с использованием нагрузочных резисторов и амперметра.

    Для создания полноценного лабораторного блока питания стабилизатор необходимо дополнить понижающим трансформатором и выпрямителем.

    Применив трансформатор с несколькими вторичными обмотками и собрав нужное число описанных стабилизаторов, можно изготовить многоканальный источник питания с несколькими гальванически развязанными и независимо регулируемыми выходными напряжениями.

    В авторском варианте применён трансформатор ТС180-2, с которого удалены все вторичные обмотки, а вместо них намотаны четыре обмотки по 50 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,3 мм (по две на каждом керне магнитопровода). После сборки трансформатора каждая обмотка одного керна соединена последовательно с одной из обмоток второго керна. В итоге получены две обмотки с числом витков 100 и напряжением 32 В, к которым подключены выпрямительные диодные мосты на ток 5 А с допустимым обратным напряжением 100 В.

    Корпус блока питания готовый, состоящий из двух П-образных частей. Его размеры — 270x200x95 мм. Два одинаковых кулера с охлаждаемыми ими транзисторами установлены на задней стенке корпуса. Двигатели их вентиляторов соединены последовательно и подключены к одному из выпрямителей через ограничивающий ток резистор. Не показанные на схеме стрелочные вольтметры с пределом измерения 30 В, подключённые к выходу каждого стабилизатора, размещены на передней стенке корпуса. Там же находятся органы управления, светодиоды и зажимы для подключения нагрузки.    

    Автор: Н. Салимов, г. Ревда Свердловской обл.

    Экономичный стабилизатор с полевым транзистором « схемопедия


    Рекомендуемый стабилизатор напряжения предназначен для питания высококачественной аппаратуры. Применение в нем полевого транзистора в качестве регулирующего (VT1) позволило питать источник образцового напряжения (резистор R1, стабилитрон VD1) и усилитель постоянного тока (операционный усилитель DA1) выходным стабилизированным напряжением, а также ослабить до минимума связь между входом и стабилизатором (через канал сток -исток транзистора), что уменьшило проникновение пульсаций входного напряженния в нагрузку.

    Основные технические характеристики:

    Коэффициент стабилизации напряжения ……………….70 000

    Входное напряжение, V ………………………………………….10..20

    Выходное напряжение, V ……………………………………………9

    Максимальный ток нагрузки, mA ………………………………..150

    Выходное сопротивление, Ом …………………………………..0,003

    Коэффициент стабилизации напряжения измерен при токе нагрузки 30mA цифровым вольтметром В7-34. При изменении входного напряжения от 10 до 20 V выходное изменялось не более, чем на на 0,0001 V, что соответствует коэффициенту стабилизации 70 000.

    Стабилизатор не боится короткого замыкания на выходе,и перегрузок по току. С увеличением тока нагрузки напряжение затвор-исток полевого транзистора уменьшается. При этом напряжение на выходе ОУ увеличивается до максимального значения, которое всегда меньше питающего напряжения. При дальнейшем увеличении тока нагрузки напряжение затвор-исток транзистора становится постоянным и равным разности выходного напряжения стабилизатора и напряжения насыщения на выходе ОУ-стабилизатор переходит в режим стабилизации выходного тока. При коротком замыкании на выходе ток через стабилизатор не может превысить своего максимального значения, равного току стока транзистора при нулевом напряжении между затвором и истоком.

    Мощность, рассеиваемая регулирующим транзистором при длительном коротком замыкании на выходе стабилизатора не должна превышать допустимую (для транзистора КП903Б-6Вт при температуре воздуха не выше 25оС). Если, например максимальный ток стока транзистора равен 400 mA, то мощности 6Вт соответствует напряжение 15В. Это наибольшее входное наряжение стабилизатора при длительном замыкании на выходе. При токе нагрузки более 30mA регулирующий транзистор необходимо устанавливать на теплоотвод.

    Конденсаторы C1 и C2 корректируют частотную характеристику ОУ, а C3 и С4- блокируют цепи питания ОУ и нагрузки. Конденсотор C3 надо монтировать возможно ближе к ОУ. Ослабление влияния колебаний температуры окружающей среды на выходное напряжение достигается использованием в стабилизаторе проволочных резисторов и термостабилизированных стабилитрона и ОУ. В результате, за первую минуту после включения питания выходное напряжение стабилизатора изменяется в пределах до 800 мкВ, за следующие 20 мин не более, чем на 100 мкВ.

    Стабилитрон КС166А можно заменить на КС162А, КС168А, а ОУ К551УД1Б-на К153УД5, К140УД12, К140УД6, К149УД7, К140УД10, К140УД11, К153УД2, К153УД4, К153УД6 или К140УД1А с соответсвующими цепями коррекции. Но при такой замене стабильность выходного напряжения несколько ухудшится, потому что коэффициент стабилизации напряжения прямо пропорционален коэффициенту усиления ОУ.

    Налаживание стабилизатора сводится к установке необходимого выходного напряжения путем изменения соотношения номиналов R2 и R3.

    Стабилизатор анодного напряжения. Схема и описание

    Собирая устройства на лампах, мы регулярно сталкиваемся со значительной разницей между выходным напряжением анодного блока питания и фактическими требованиями схемы. Устранение разброса с помощью последовательно подключенного резистора имеет ряд недостатков, в том числе проседание напряжения от нагрузки.

    Приведенная в данной статье схема в состоянии обеспечить требуемое напряжение с отклонением 4-5% с пониженной пульсацией. Ниже показана схема стабилизатора анодного напряжения.


    Диод VD1 на входе защищает схему от переполюсовки. Стабилитроны VD2, VD3 и резистор R1 создают опорное напряжение. Соответственно, подбирая эти элементы, мы устанавливаем необходимое нам выходное напряжение.

    Опорное напряжение поступает на затвор транзисторов VT1 и VT2. Использование MOSFET-транзисторов вместо биполярных транзисторов продиктовано отсутствием в них явления вторичного пробоя, который ограничивает протекание тока при высоких напряжениях. Использование двух транзисторов способствует лучшему отводу тепла от них.

    Резистор R2 и конденсатор C2 предотвращают возникновение паразитных колебаний. Резисторы R3 и R4 предназначены для устранения различий в характеристиках транзисторов VT1 и VT2. Резисторы R5 и R6 и транзистор VT3 ограничивают выходной ток до заданного значения.

    Если падение напряжения на R6 достаточно большое, открывается транзистор VT3, в результате чего исток транзисторов VT1 и VT2 замыкаются с их затворами. Это уменьшает выходное напряжение и сохраняет ток нагрузки. Резистор R5 защищает базу транзистора VT3 от повреждения высоким током. Конденсаторы C1 и C3 предназначены для устранения импульсных помех, которые в ламповых схемах крайне нежелательны.

    Стабилизатор анодного напряжения собран на односторонней печатной плате размером 105 мм на 40мм. Печатную плату для программы Eagle можно скачать в конце стати.

    Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

    Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

    Если стабилизатор предназначен для небольшой нагрузки (до 20 Вт), то можно отказаться от подключения транзистора VТ2 и резистора R4. Перед установкой резисторов R1 и R6 следует рассчитать их сопротивление из закона Ома:

    где:

    • Uвх – входное напряжение стабилизатора, (В)
    • Uz – сумма напряжений стабилитронов D1 и D2, (В)
    • Imax — максимальный выходной ток, (А)

    Для правильной работы стабилитронов необходим ток, по крайней мере, в 5 мА . Возможное максимальное выходное напряжение ограничивается напряжением сток-исток транзисторов VT1 и VT2, рабочим напряжением конденсаторов C1…C3 и прочность разъемов CON1 и CON2.

    Его значение определяется путем суммирования напряжений стабилитронов VD2 и VD3, и не рекомендуется поднимать более 300 вольт, поскольку это вполне достаточно для предусилителя и других маломощных схем. Стабилитроны следует устанавливать немного над платой из-за выделяемого тепла. Желательно подобрать стабилитроны с максимально большой мощностью, чтобы можно было избежать перегрева.

    Для выходного тока, превышающего 150 мА, резисторы R3, R4 и R6 должны быть повышенной мощности. Полученные в реальности значения выходного напряжения и максимального тока могут отличаться от расчетного из-за допусков параметров отдельных элементов.

    Данная схема рассчитана для питания напряжением около 260 В, с выходным напряжением около 220 В (последовательно соединенные стабилитроны на 200 В + 24 В) и максимальным выходным током около 70 мА.

    Транзисторы VT1 и VT2 должны быть одинаковые. Их тип может быть любым, однако, они должны отвечать минимальным требованиям в отношении параметров: MOSFET-транзистор с каналом типа N и максимальное напряжение сток-исток не менее 500 В. Этим требованиям удовлетворяет, например, транзистор IRF820.

    Скачать рисунок печатной платы (3,6 KiB, скачано: 1 481)

    Напряжение диода — обзор

    Пример 3.4

    Желательно поддерживать сопротивление нагрузки R L при постоянном напряжении 100 В, так как входное напряжение изменяется от 120 до 110 В. Если регулятор напряжения 3.10a, найдите наилучшее значение R s для достижения этой цели, учитывая, что R L  = 10 кОм.

    Сначала выбираем стабилитрон с В z  = 100 В.Во-вторых, мы должны найти, каким будет максимальный ток через стабилитрон при нормальной работе, и убедиться, что он не превышает максимально допустимого тока стабилитрона. Затем определяем R s .

    Для начала предположим, что входное напряжение зафиксировано на уровне В мин  = 110 В; тогда падение напряжения на 10 В на последовательном сопротивлении R с оставит R L с падением напряжения на 100 В — желаемое условие.Для этого через R L и R с должен протекать ток 10 мА, что определяет последовательное сопротивление как R с  = 10 В/ . Зенеровский диод не потребовался бы, если бы напряжение оставалось на уровне 110 В, поскольку ток Зенера не протекал бы даже при наличии стабилитрона. Однако входное напряжение изменяется, как показано на рис. 3.10b. Изменение со 110 В на 120 В обычно происходит не быстро, а может происходить за секунды, минуты или даже часы.

    При повышении входного напряжения до 120 В ток через R с будет пропорционально возрастать. Чтобы поддерживать R L на уровне 100 В, ток через R L должен оставаться на уровне 10 мА, а любой избыточный ток должен протекать через диод Зенера. Когда входное напряжение составляет В MAX = 120 В, 20 В сброшено на R S и 20 мА по R S (10 мА до R L и 10 мА через стабилитрон).Следовательно, как показано на рис. 3.10b, ток Зенера изменяется между I z ,min  = 0 и I z ,max  = 10 мА в ответ на изменения напряжения, в то время как входное напряжение изменяется напряжение остается постоянным на уровне 100 В. −VzIL

    , который для нашего примера дает R s ,opt  = (110  В  − 100  В )/10 мА = 1 кОм.

    Если мы знаем максимальный ток I z ,max , который может выдержать стабилитрон, мы можем указать минимальное значение R s , которое можно использовать в схеме стабилизатора напряжения на стабилитроне. Как

    RS, MIN = VMAX-VZIZ, MAX + IL

    Если мы предположим, что I Z , MAX = 30 мА получают за R S = (120 — 100 )/(30 + 10) = 0,5 кОм = 500 Ом. Преимущество использования меньшего сопротивления для R s заключается в том, что если входное напряжение падает ниже 110 В, действие регулятора все еще может иметь место.Недостатком является то, что (i) R s ,min рассеивает большую мощность, чем R s ,opt , (ii) ток стабилитрона изменяется в пределах = 10 мА и I z ,max = 30 мА, тогда как с R s ,opt ) если входное напряжение изменяется только от 0 до 10 мА, превышает 120 В, ток стабилитрона превысит максимально допустимый ток I z ,max и, скорее всего, повредит диод.

    Всегда существует некоторая опасность того, что максимальный ток диода будет превышен либо из-за неожиданного повышения входного напряжения, либо из-за внезапного отключения нагрузки, что приведет к протеканию всего входного тока через диод. Последний случай, случай внезапного размыкания нагрузки ( R L  = ∞), обычно приводит к выходу из строя стабилитрона, поскольку наиболее вероятно, что I z ,max будет превышено.

    Стабилитроны

    • Изучив этот раздел, вы должны уметь:
    • • Опишите типичную конструкцию стабилитрона.
    • • Опишите эффект Зенера.
    • • Опишите лавинный эффект в стабилитронах.
    • • Опишите типичные области применения стабилитронов.
    • • Шунтовая регулировка напряжения.
    • • Последовательное регулирование напряжения.
    • • Рассчитайте соответствующие значения токоограничивающих резисторов для стабилитронов.

    Рис. 2.4.1. Конструкция стабилитрона

    Конструкция стабилитрона

    Диоды Зенера

    представляют собой модифицированную форму кремниевых диодов PN, широко используемых для регулирования напряжения. Используемый кремний P-типа и N-типа легирован сильнее, чем стандартный PN-диод. Как показано на рис. 2.4.1, это приводит к относительно тонкому переходному слою и, следовательно, обратному напряжению пробоя, которое может быть намного ниже, чем в обычном диоде. Фактическое напряжение пробоя контролируется во время производства путем регулирования количества используемого легирования.Таким образом можно выбрать напряжения пробоя, чтобы они возникали при точно заданных значениях где-то между 3 В и 300 В. Стабилитроны также могут выдерживать более высокий обратный ток, чем сопоставимые PN-диоды, и доступны с различной номинальной мощностью, обычно от 500 мВт до 50 Вт.

    Когда стабилитроны смещены в прямом направлении, а напряжение на аноде выше, чем на катоде, они ведут себя так же, как обычный кремниевый диод. Когда они смещены в обратном направлении, они демонстрируют очень высокое сопротивление и, следовательно, низкое значение обратного тока утечки.Однако, когда обратное смещение достигает значения обратного напряжения пробоя диода (напряжения Зенера), происходит быстрое падение сопротивления и увеличение тока. Чтобы предотвратить увеличение этого тока до значения, которое превысит номинальную мощность диода и разрушит его, стабилитрон использует резистор, включенный последовательно с диодом, чтобы ограничить обратный ток до безопасного значения.

    Рисунок 2.4.2. Альтернативные обозначения стабилитронов


    Работа диода в этом состоянии означает, что из-за очень крутого наклона обратной характеристики диода любое незначительное изменение напряжения на диоде вызовет большое изменение тока через диод.Этот эффект очень полезен в схемах регуляторов напряжения, как описано в модулях источников питания 2.1 (шунтовые регуляторы напряжения) и 2.2 (последовательные регуляторы напряжения). Стабилитроны также полезны для обеспечения точного опорного напряжения для таких целей, как фиксация формы сигнала. Это быстрое увеличение обратного тока при работе стабилитрона связано с одним или обоими из двух эффектов:

    Рисунок 2.4.3. Эффекты Зенера и Лавины

    1. Эффект Зенера

    Из-за сильно легированных материалов P и N по обе стороны перехода, которые, следовательно, являются хорошими проводниками, и очень тонкого обедненного слоя напряженность электрического поля через обедненный слой очень велика, и становится относительно легко, даже при низкие напряжения, чтобы дырки и электроны пересекали обедненный слой и объединялись, создавая обратный ток.Этот эффект чаще всего возникает в стабилитронах с низким обратным напряжением пробоя, обычно от 5 до 6 В или меньше, и приводит к постепенному, а не внезапному увеличению обратного тока.

    2. Эффект лавины

    В диодах Зенера с более широкими обедненными слоями и, следовательно, более высокими напряжениями пробоя, увеличение тока при напряжении пробоя происходит гораздо быстрее, что приводит к резкому снижению обратного сопротивления диода и почти вертикальной области обратного тока диода. характеристика.Этот эффект возникает в основном в диодах с более высоким обратным напряжением пробоя (примерно выше 5 В) и менее сильно легированными P- и N-областями. Ниже обратного напряжения пробоя, хотя протекает только небольшой обратный ток утечки, некоторый ток все же протекает, и поэтому электроны и дырки попадают в обедненный слой. При приближении обратного напряжения к обратному напряжению пробоя электроны и дырки, попадающие в обедненный слой, попадают под действие сильного электрического поля и быстро ускоряются.В этом ускоренном состоянии они начинают сталкиваться с другими атомами и выбивать электроны из их атомных связей в процессе, называемом «ударная ионизация», таким образом создавая больше пар электрон/дырка, которые также сильно ускоряются электрическим полем. Эти вторичные носители тока, в свою очередь, ионизируют другие атомы, создавая очень быстрое увеличение обратного тока через диод. Этот процесс называется «лавинный срыв»

    .

    Практичные стабилитроны

    Практические стабилитроны могут использовать либо эффект Зенера, либо лавинный эффект, а в некоторых диодах оба эффекта также могут проявляться одновременно, но общепринято называть все эти диоды стабилитронами.И стабилитрон, и лавинный эффект также в некоторой степени зависят от температуры перехода диода. Однако, если ток в чисто стабилитроне имеет отрицательный температурный коэффициент, т.е. ток уменьшается с повышением температуры, то в диоде, использующем лавинный эффект, возникает противоположный эффект. Следовательно, можно производить стабилитроны, в которых используются оба эффекта, и поэтому эти температурные эффекты имеют тенденцию компенсировать друг друга, создавая диоды с очень минимальным изменением тока из-за температуры.

    Стабилитроны

    широко используются в цепях питания как для регулирования напряжения, так и для защиты от перенапряжения. Их использование более подробно обсуждается в нашем модуле «Источники питания» 2.1.

    К началу страницы

    Транзисторы – регулирование напряжения Часть XVI

    Транзисторы – регулирование напряжения, часть XVI

         Мы рассмотрели схему стабилизатора напряжения на стабилитроне, ее преимущества и недостатки.Мы узнали, что ограничительный резистор R Ограничивающий создает серьезный недостаток в работе схемы, фактически выступая в качестве контрольно-пропускного пункта для ограничения протекания тока. Давайте посмотрим, как это улучшить.

         На рис. 1 показана схема последовательного стабилизатора напряжения на транзисторах .

     

    Рисунок 1

     

         В этой схеме транзистор известен как биполярный транзистор .    Как и полевой транзистор, который мы обсуждали ранее, он имеет три электрических соединения, однако на биполярном транзисторе соединения называются коллектором , базой, и эмиттером.   Они обозначены буквами C, B и E на рисунке 1.

         Биполярный транзистор действует как клапан, расположенный на основном пути прохождения тока. То есть он контролирует поток электрического тока, идущего от коллектора к эмиттеру, а также напряжение на эмиттере.Транзистор устроен так, что ток течет только в одном направлении, от коллектора к эмиттеру. Подробнее об этом мы поговорим в нашей следующей статье.

         Ограничительный резистор R Ограничительный расположен на ответвлении цепи, ведущей к стабилитрону и базе транзистора. В следующий раз мы подключим нерегулируемый источник питания и внешнюю цепь питания к нашему транзисторному последовательному стабилизатору напряжения. Это позволит нам увидеть, как размещение R Ограничивающий на ответвлении, а не вдоль основного пути тока, приводит к значительному преимуществу по сравнению с использованием только стабилизатора напряжения на стабилитроне.

    ____________________________________________

    Тэги: база, биполярный транзистор, схема, коллектор, протекание тока, электрический ток, эмиттер, напряжение эмиттера, свидетель-эксперт, полевой транзистор, полевой транзистор, судмедэксперт, ограничительный резистор, блок питания, регулируемый блок питания, транзисторный последовательный регулятор напряжения , транзисторы, регулировка напряжения, стабилитрон

    Эта запись была опубликована в понедельник, 5 ноября 2012 г., в 14:19 и размещена в рубриках Инженерия и наука, Свидетель-эксперт, Судебная экспертиза, Инновации и интеллектуальная собственность, Травмы, Ответственность за качество продукции.Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через ленту RSS 2.0. Вы можете оставить отзыв или вернуться со своего сайта.

    Патент США на регулятор напряжения для аккумуляторного источника питания. Патент (Патент № 4,151,456, выдан 24 апреля 1979 г.)

    ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Изобретение относится к регулятору напряжения, а именно к схеме для регулирования источника напряжения батареи.

    Во многих случаях требуется оборудование с регулированием мощности на батарейках.Типичное приложение для бортового телевидения с использованием миниатюрной камеры с батарейным питанием. Задача состоит в том, чтобы обеспечить схему, которая регулирует напряжение с максимальным использованием доступной мощности батареи, т. е. с максимальной эффективностью.

    Известный уровень техники не полностью использовал доступную мощность батареи, потому что разница между регулируемым выходным напряжением и напряжением батареи должна была поддерживаться на уровне одного вольта или более. Это расточительно в конце цикла разрядки, потому что последний вольт напряжения батареи выше регулируемого напряжения не может быть использован.

    График на фиг. 1 полезен для понимания этой проблемы. Регулятор напряжения поддерживает постоянное выходное напряжение на каком-то заданном уровне, существенно ниже начального (свежего заряда) напряжения. Когда напряжение батареи падает до уровня в пределах разницы .DELTA.V, которая должна поддерживаться между регулируемым выходным напряжением и напряжением батареи, батарея становится непригодной для использования.

    Срок полезного использования батареи может быть значительно увеличен с момента времени A до момента B на графике на фиг.1, если бы его регулируемое выходное напряжение можно было бы поддерживать с разницей .DELTA.V, которая практически равна нулю. Важность такого продления срока службы батареи можно оценить, принимая во внимание, что если требуется срок службы батареи в течение времени B, и регулируемое выходное напряжение может поддерживаться с почти нулевой разницей .DELTA.V от напряжения батареи, можно использовать меньшую батарею. Вес, сэкономленный за счет батареи меньшего размера, является важным фактором для любого оборудования с батарейным питанием и может иметь решающее значение для самолетов и космических аппаратов.

    СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    В соответствии с настоящим изобретением схема регулирования выходного напряжения, подаваемого от источника постоянного тока, состоит из биполярного транзистора, электрод эмиттера которого подключен к источнику, а электрод коллектора подключен к выходной клемме напряжения, и полевого транзистор, соединенный с базовым электродом биполярного транзистора и соединенный как с коллекторным электродом биполярного транзистора стабилитроном, так и с заземлением цепи небольшим резистором.Электрод затвора полевого транзистора соединен с землей цепи большим резистором. Если напряжение источника уменьшается, выходное напряжение имеет тенденцию к уменьшению, но полевой транзистор имеет тенденцию пропорционально увеличивать свою проводимость, тем самым увеличивая ток базы биполярного транзистора, чтобы увеличить его проводимость и пропорционально увеличить выходное напряжение. Регулирование будет поддерживаться до тех пор, пока напряжение источника не снизится до уровня, который приближается к желаемому регулируемому выходному напряжению с очень малым перепадом.Степень, до которой этот дифференциал может быть уменьшен, по существу ограничивается только падением напряжения в цепи регулирования между источником напряжения и выходным зажимом.

    Новые признаки, которые считаются характерными для данного изобретения, подробно изложены в прилагаемой формуле изобретения. Изобретение будет лучше всего понятно из следующего описания, прочитанного вместе с прилагаемыми чертежами.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

    РИС.1 представляет собой график, полезный для понимания целей и преимуществ настоящего изобретения.

    РИС. 2 представляет собой принципиальную схему настоящего изобретения.

    РИС. 3 представляет собой принципиальную схему модификации настоящего изобретения.

    ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВОПЛОЩЕНИЯ

    Обратимся теперь к фиг. 2 чертежей, усовершенствованный регулятор напряжения батареи состоит из биполярного транзистора Q 1 , эмиттер которого соединен с батареей 10, а коллектор соединен с выходной клеммой 12 для подачи регулируемого выходного напряжения, и полевой транзистор. эффектный транзистор (FET), соединяющий базу биполярного транзистора с переходом между стабилитроном 18 и резистором смещения 16.Резистор 20, показанный последовательно с батареей и коллектором биполярного транзистора, представляет собой внутреннее сопротивление батареи и любое внешнее сопротивление, которое может быть добавлено, как будет описано ниже.

    Падение напряжения между эмиттером и коллектором биполярного транзистора регулируется током его базы, который, в свою очередь, контролируется полевым транзистором. Это управление осуществляется за счет использования стабилитрона 18 и резисторов смещения 14 и 16. Предполагая, что регулируемое выходное напряжение +VDC должно быть 12 вольт, полевой транзистор смещается резисторами 14 и 16 для управления базовым током для биполярного транзистора. транзистор таким образом, чтобы падение напряжения на нем уменьшало начальное напряжение батареи, такое как +22 В или +15 В, до желаемого регулируемого +12 В.Стабилитрон 18 и малый резистор 16 (обычно резистор 1/4 Вт 390 Ом для 11-вольтового стабилитрона) устанавливают напряжение смещения для полевого транзистора, затвор которого соединен с землей цепи большим резистором 14 (обычно резистором 14). Резистор 1/4 Вт 10 кОм) для обеспечения регулируемых +12 В постоянного тока.

    Если регулируемое выходное напряжение становится меньше 12 вольт, по мере снижения напряжения батареи по сравнению с его начальным значением регулируемое выходное напряжение становится меньше, что приводит к уменьшению напряжения затвор-исток полевого транзистора и увеличению его тока стока.Обратите внимание, что напряжение затвора транзистора Q 2 по существу заземлено, а напряжение истока равно регулируемому выходному напряжению за вычетом напряжения стабилитрона. Это, в свою очередь, увеличивает ток базы биполярного транзистора, заставляя его проводить больше, тем самым вызывая уменьшение падения напряжения на эмиттере и коллекторе. Это вернет выходное напряжение к 12 В постоянного тока. Таким образом, полевой транзистор используется для управления током базы биполярного транзистора, чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, когда напряжение эмиттера уменьшается от некоторого напряжения, значительно превышающего регулируемое выходное напряжение.Выходное напряжение может поддерживаться до тех пор, пока источник напряжения почти не приблизится к уровню выходного напряжения, которое необходимо поддерживать.

    В примерном варианте осуществления по фиг. 2 выходное напряжение положительное. Следовательно, биполярный транзистор относится к типу PNP, а полевой транзистор относится к типу N, чтобы обеспечить увеличение выходного напряжения, когда оно слишком низкое, и уменьшение выходного напряжения, когда оно слишком высокое. Использование полевого транзистора P-типа приведет к обратному результату и, таким образом, приведет к саморазрушению.Однако, если выходное напряжение должно быть отрицательным, следует выбрать биполярный транзистор типа NPN и полевой транзистор типа P, как показано на фиг. 3, где показано, что транзисторы Q 1 и Q 2 имеют противоположный тип проводимости, а стабилитрон 18 имеет обратную полярность. В любом случае полевой транзистор может быть МОП-транзистором с режимом истощения, двухрежимным или переходным. Биполярный транзистор может быть кремниевым транзистором или германиевым транзистором.Минимальная разница между выходным напряжением и напряжением источника ограничивается сопротивлением насыщения биполярного транзистора в схеме. Поэтому следует выбирать биполярный транзистор с очень низким сопротивлением насыщения. Некоторые кремниевые транзисторы имеют сопротивление насыщения 55 мОм или меньше.

    Еще одной модификацией настоящего изобретения является включение внешнего сопротивления между источником батареи и эмиттером биполярного транзистора.Такой резистор полезен только тогда, когда начальное напряжение батареи намного больше, чем то, на которое рассчитан регулятор. Поскольку такой резистор будет иметь значительное падение напряжения, уменьшается степень, в которой напряжение батареи может уменьшаться, пока схема поддерживает постоянное выходное напряжение. Следовательно, предпочтительно, чтобы внешний резистор не использовался, а резистор 20 ограничивался внутренним сопротивлением батареи. Вся схема регулятора состоит из двух транзисторов, двух резисторов и стабилитрона.

    Несмотря на то, что здесь были описаны и проиллюстрированы конкретные варианты осуществления изобретения, признается, что модификации и вариации могут легко прийти в голову специалистам в данной области техники. Поэтому предполагается, что формула изобретения должна интерпретироваться как охватывающая такие модификации и варианты.

    Транзисторный регулятор напряжения серии

    | Усилитель ошибок работает

    Регулятор напряжения серии транзисторов:

    Когда маломощный стабилитрон используется в простом стабилизаторе напряжения серии транзисторов, ток нагрузки ограничивается максимальным током диода.Мощный стабилитрон, используемый в такой схеме, может обеспечивать более высокие уровни тока нагрузки, но при малой нагрузке теряется много энергии. Стабилизатор с эмиттерным повторителем, показанный на рис. 17-1, представляет собой усовершенствование простой схемы регулятора, поскольку он потребляет большой ток от источника питания только тогда, когда этого требует нагрузка. На рис. 17-1(а) схема изображена в виде усилителя с общим коллектором (эмиттерного повторителя). На рис. 17-1(b) схема показана в форме, обычно обозначаемой как регулятор серии .Транзистор Q 1 называется регулятором напряжения на проходных транзисторах серии .

    Выходное напряжение (V o ) последовательного регулятора составляет (V Z – V BE ), а максимальный ток нагрузки (I L(max) ) может быть максимальным током эмиттера, который Q 1 способен пройти. Для транзистора 2N3055 I L может приближаться к 15 А. Когда I L равно нулю, ток, потребляемый от источника питания, приблизительно равен (I Z + I C(min) ), где I C( min)  – минимальный ток коллектора, необходимый для поддержания Q 1 в рабочем состоянии.Цепь стабилитрона (R 1 и D 1 ) должна подавать только ток базы транзистора. Таким образом, стабилизатор напряжения серии транзисторов намного более эффективен, чем простой стабилизатор на стабилитроне.

    Регулятор напряжения серии

    с усилителем ошибки:

    Последовательный регулятор, использующий дополнительный транзистор в качестве усилителя ошибки , показан на рис. 17-2. Усилитель ошибки улучшает стабилизацию цепи и нагрузки.Усилитель также позволяет иметь выходное напряжение больше, чем напряжение стабилитрона. Резистор R 2 и диод D 1 являются источником опорного стабилитрона. Транзистор Q 2 и связанные с ним компоненты составляют усилитель ошибки, который управляет транзистором с последовательным проходом (Q 1 ). Выходное напряжение делится резисторами R 3 и R 4 и сравнивается с уровнем напряжения Зенера (V 2 ). C 1 представляет собой конденсатор большой емкости, обычно от 50 мкФ до 100 мкФ, подключаемый к выходу для подавления любой тенденции регулятора к колебаниям.

    Когда выходное напряжение схемы изменяется, это изменение усиливается транзистором Q 2 и возвращается на базу Q 1 для корректировки уровня выходного напряжения. Предположим, что схема рассчитана на V o  = 12 В, а напряжение питания равно V S = 18 В. Подходящим напряжением стабилитрона в этом случае может быть V Z = 6 В. Для этого V Z уровень, базовое напряжение Q 2 должно быть, В B2  = В Z  + В BE2  = 6.7 В. Итак, резисторы R 3 и R 4 подобраны так, чтобы получить V B2 = 6,7 В и V o = 12 В. Напряжение на базе Q 1 равно, В B1  = V o  + V BE1  = 12,7 В. Кроме того, V R1 = V S – V B1 = 5,3 В. 2 .

    Теперь предположим, что выходное напряжение по какой-то причине слегка падает. Когда V o уменьшается, V B2 уменьшается.Поскольку напряжение эмиттера Q 2 удерживается на уровне V Z , любое уменьшение напряжения V B2 проявляется в цепи база-эмиттер Q 2 . Сокращение V BE2 приводит к уменьшению I C2 . Когда I C2 падает, V R1 уменьшается, а напряжение на базе Q 1 возрастает (V B1 = V S – V R1 ), вызывая увеличение выходного напряжения. Таким образом, уменьшение V o вызывает эффект обратной связи, который заставляет V o увеличиваться до своего нормального уровня.Используя тот же подход, повышение V o выше его нормального уровня вызывает эффект обратной связи, который снова опускает V o до его нормального уровня.

    Когда входное напряжение изменяется, напряжение на резисторе R 1 изменяется, чтобы выход оставался постоянным. Это изменение в V R1 вызвано изменением в I C2 , которое в свою очередь вызвано небольшим изменением в V или . Следовательно, изменение напряжения питания (ΔV S ) вызывает небольшое изменение выходного напряжения (ΔV o ).Соотношение между ΔV S и ΔV o зависит от усиления усилителя ошибки. Точно так же, когда ток нагрузки (I L ) изменяется, I B1 изменяется по мере необходимости, увеличивая или уменьшая I E1 . Изменение I B1 производится изменением I C2 , которое, опять же, является результатом изменения выходного напряжения ΔV o .

    Регулятор напряжения серии

    без усилителя ошибки:

    Производительность последовательного регулятора без усилителя ошибки (рис.17-1) аналогичен стабилизатору на стабилитроне, за исключением случая эффекта нагрузки. Последовательный транзистор имеет тенденцию улучшать влияние нагрузки регулятора на коэффициент, равный транзистору h FE .

    Усилитель ошибки в регуляторе на рис. 17-3 (воспроизведенный с рис. 17-2) улучшает все аспекты работы схемы на величину, непосредственно связанную с коэффициентом усиления по напряжению усилителя (A v ). Когда V S изменяется на ΔV S , выходное изменение составляет

    Если ΔV S создается за счет изменения напряжения питания переменного тока, влияние источника питания уменьшается на коэффициент A v .ΔV S также может быть результатом увеличения или уменьшения тока нагрузки, вызывающего изменение среднего уровня напряжения питания постоянного тока. Таким образом, нагрузочное воздействие источника питания уменьшается в раз в раз.

    Теперь рассмотрим влияние пульсаций напряжения питания на схему на рис. 17-3. Пульсации появляются на коллекторе транзистора Q 1. Если бы не было отрицательной обратной связи, то она также присутствовала бы на базе Q 1 и на выходе регулятора.Однако, как и при изменении напряжения питания, пульсации на входе уменьшаются на коэффициент A v , когда они появляются на выходе. Коэффициент подавления пульсаций рассчитывается как отношение децибел входного и выходного напряжения пульсаций.

    Конструкция регулятора:

    Для разработки схемы стабилизатора серии транзисторов (как на рис. 17-3) стабилитрон выбирается так, чтобы его напряжение V Z было меньше выходного напряжения. Обычно подходит напряжение стабилитрона, приблизительно равное 0,75 В или .Для каждого резистора выбираются соответствующие уровни тока, а номиналы резисторов рассчитываются по закону Ома. Транзистор Q 1 выбран так, чтобы пропускать требуемый ток нагрузки и выдерживать необходимое рассеивание мощности. Радиатор (см. раздел 8-8) обычно требуется для последовательного транзистора в стабилизаторе, обеспечивающем большие токи нагрузки. Как уже говорилось, большой конденсатор обычно подключается к выходу для обеспечения стабильности усилителя при переменном токе (C 1 на рис. 17-3).

    Разница между входным и выходным напряжениями регулятора равна напряжению коллектор-эмиттер последовательного транзистора (Q 1 ), и это напряжение должно быть достаточно большим, чтобы транзистор оставался в рабочем состоянии. Минимальный уровень V CE1  (известный как падение напряжения ) возникает в самой низкой точке формы пульсаций (выпрямленного и отфильтрованного) необработанного входного постоянного тока. Если V CE1  слишком мало для корректной работы в этой точке, на выходе регулятора появляются пульсации с большой амплитудой.

    Wikizero — стабилитрон

    Диод, позволяющий току течь в обратном направлении при определенном напряжении

    A Стабилитрон — это особый тип диода, предназначенный для надежного протекания тока «назад» при определенном заданном обратном напряжении , известное как напряжение Зенера , достигается.

    Зенеровские диоды изготавливаются с большим разнообразием стабилитронов, а некоторые даже с переменным напряжением. Некоторые диоды Зенера имеют острый, сильнолегированный p-n-переход с низким напряжением Зенера, и в этом случае обратная проводимость возникает из-за квантового туннелирования электронов в коротком пространстве между p- и n-областями — это известно как эффект Зенера, после Кларенс Зенер.Диоды с более высоким напряжением Зенера имеют более постепенный переход, и их режим работы также включает лавинный пробой. В стабилитронах присутствуют оба типа пробоя, при этом эффект Зенера преобладает при более низких напряжениях, а лавинный пробой — при более высоких напряжениях.

    Стабилитроны широко используются в электронном оборудовании всех видов и являются одним из основных строительных блоков электронных схем. Они используются для создания маломощных стабилизированных шин питания из более высокого напряжения и для обеспечения опорного напряжения для цепей, особенно стабилизированных источников питания.Они также используются для защиты цепей от перенапряжения, особенно электростатического разряда (ЭСР).

    История[править]

    Устройство названо в честь американского физика Кларенса Зинера, который впервые описал эффект Зенера в 1934 году в своих преимущественно теоретических исследованиях нарушения электрических свойств изолятора. Позже его работа привела к тому, что Bell Labs реализовала эффект в виде электронного устройства, диода Зенера. [1]

    Эксплуатация[править]

    Вольт-амперная характеристика стабилитрона с напряжением пробоя 3.4 В. Температурный коэффициент напряжения Зенера относительно номинального напряжения Зенера.

    Обычный твердотельный диод пропускает значительный ток, если обратное напряжение его смещения превышает его обратное напряжение пробоя. Когда напряжение пробоя обратного смещения превышается, обычный диод подвергается сильному току из-за лавинного пробоя. Если этот ток не ограничен схемой, диод может быть необратимо поврежден из-за перегрева. Диод Зенера обладает почти такими же свойствами, за исключением того, что устройство специально разработано так, чтобы иметь пониженное напряжение пробоя, так называемое напряжение Зенера.В отличие от обычного устройства, стабилитрон с обратным смещением демонстрирует управляемый пробой и позволяет току поддерживать напряжение на стабилитроне близким к напряжению пробоя Зенера. Например, диод с напряжением пробоя Зенера 3,2 В демонстрирует падение напряжения почти на 3,2 В в широком диапазоне обратных токов. Таким образом, стабилитрон идеально подходит для таких приложений, как генерация опорного напряжения (например, для усилительного каскада) или в качестве стабилизатора напряжения для слаботочных приложений. [2]

    Другим механизмом, производящим аналогичный эффект, является лавинный эффект, как в лавинном диоде. [2] Два типа диодов фактически сконструированы одинаково, и в диодах этого типа присутствуют оба эффекта. В кремниевых диодах примерно до 5,6 вольт эффект Зенера является преобладающим эффектом и показывает заметный отрицательный температурный коэффициент. Выше 5,6 вольт лавинный эффект становится преобладающим и имеет положительный температурный коэффициент. [3]

    В диоде на 5,6 В оба эффекта проявляются вместе, а их температурные коэффициенты почти компенсируют друг друга, поэтому диод на 5,6 В полезен в приложениях, критичных к температуре. Альтернативой, которая используется для источников опорного напряжения, которые должны быть очень стабильными в течение длительных периодов времени, является использование стабилитрона с температурным коэффициентом (TC) +2 мВ/°C (напряжение пробоя 6,2–6,3 В), подключенного последовательно с прямосмещенным кремниевым диодом (или переходом транзистора BE), изготовленным на той же микросхеме. [4] Диод с прямым смещением имеет температурный коэффициент −2 мВ/°C, что приводит к нейтрализации термопар.

    Современные технологии производства позволяют производить устройства с напряжением ниже 5,6 В с незначительными температурными коэффициентами, [ цитирование необходимо ] , но по мере того, как встречаются устройства с более высоким напряжением, температурный коэффициент резко возрастает. Диод на 75 В имеет коэффициент в 10 раз больше, чем диод на 12 В. [ цитирование требуется ]

    Стабилитроны и лавинные диоды, независимо от напряжения пробоя, обычно продаются под общим термином «стабилитрон».

    При напряжении 5,6 В, когда преобладает эффект Зенера, ВАХ вблизи пробоя гораздо более округлая, что требует большей осторожности при выборе условий смещения. ВАХ для стабилитронов выше 5,6 В (с преобладанием лавины) намного острее при пробое.

    Конструкция[править]

    Работа стабилитрона зависит от сильного легирования его p-n-перехода. Образующаяся в диоде обедненная область очень тонкая (<1 мкм), и, следовательно, электрическое поле очень сильное (около 500 кВ/м) даже при небольшом обратном напряжении смещения около 5 В, что позволяет электронам туннелировать из валентной зоны. материала p-типа к зоне проводимости материала n-типа.

    В атомном масштабе это туннелирование соответствует переносу электронов валентной зоны в пустые состояния зоны проводимости; в результате уменьшенного барьера между этими полосами и сильных электрических полей, которые индуцируются из-за высоких уровней легирования с обеих сторон. [3] Напряжение пробоя можно достаточно точно контролировать в процессе легирования. Хотя доступны допуски в пределах 0,07%, наиболее широко используемые допуски составляют 5% и 10%. Напряжение пробоя для общедоступных стабилитронов может варьироваться в широких пределах от 1.от 2 В до 200 В.

    Для слабо легированных диодов в пробое преобладает лавинный эффект, а не эффект Зенера. Следовательно, напряжение пробоя для этих устройств выше (более 5,6 В). [5]

    Поверхностные стабилитроны в процессах BiCMOS. Более старые процессы с плохим контролем характеристик легирования имели изменение напряжения Зенера до ±1 В, более новые процессы с использованием ионной имплантации могут достигать не более ±0.25 В. Структура NPN-транзистора может быть использована в качестве поверхностного стабилитрона

    , с коллектором и эмиттером, соединенными вместе в качестве его катода и базой в качестве анода. При таком подходе базовый профиль легирования обычно сужается к поверхности, создавая область с усиленным электрическим полем, в которой происходит лавинный пробой. Горячие носители, образующиеся при ускорении в сильном поле, иногда выбрасываются в оксидный слой над переходом и задерживаются там. Накопление захваченных зарядов может затем вызвать «выход Зенера», соответствующее изменение напряжения Зенера перехода.Тот же эффект может быть достигнут при радиационном поражении.

    Стабилитроны с эмиттерной базой могут выдерживать только меньшие токи, поскольку энергия рассеивается в области истощения базы, которая очень мала. Большее количество рассеиваемой энергии (более высокий ток в течение более длительного времени или короткий очень сильный всплеск тока) вызывает тепловое повреждение перехода и/или его контактов. Частичное повреждение перехода может привести к смещению его стабилитрона. Полное разрушение зенеровского перехода за счет его перегрева и миграции металлизации через переход («всплески») может быть преднамеренно использовано в качестве антипредохранителя «Zener zap». [6]

    Подповерхностные стабилитроны оксид. Затем горячие носители теряют энергию из-за столкновений с решеткой полупроводника, прежде чем достигнут оксидного слоя, и не могут быть там захвачены. Таким образом, здесь не происходит феномен выхода из строя стабилитрона, а закопанные стабилитроны имеют постоянное напряжение в течение всего срока службы.Большинство закопанных стабилитронов имеют напряжение пробоя 5–7 вольт. Используется несколько различных соединительных структур.

    [7]

    Стабилитрон показан в типовых корпусах. Отображается обратный текущий −iZ{\displaystyle -i_{Z}}. Стабилитроны

    широко используются в качестве источников опорного напряжения и шунтирующих стабилизаторов для регулирования напряжения в небольших цепях. При параллельном подключении к источнику переменного напряжения с обратным смещением стабилитрон проводит ток, когда напряжение достигает обратного напряжения пробоя диода.С этого момента низкий импеданс диода удерживает напряжение на диоде на этом уровне. [8]

    В этой схеме типичный источник опорного напряжения или регулятор, входное напряжение U in регулируется до стабильного выходного напряжения U out . Напряжение пробоя диода D стабильно в широком диапазоне токов и удерживает U из примерно постоянным, даже если входное напряжение может колебаться в широком диапазоне.Из-за низкого импеданса диода при такой работе резистор R используется для ограничения тока в цепи.

    В случае этой простой ссылки ток, протекающий через диод, определяется по закону Ома и известному падению напряжения на резисторе R ;

    Idiode = Uin−UoutR {\ displaystyle I _ {\ text {диод}} = {\ frac {U _ {\ text {in}} -U _ {\ text {out}}} {R}}}

    Значение R должно удовлетворять двум условиям:

    1. R должно быть достаточно малым, чтобы ток через D удерживал D в обратном пробое.Значение этого тока указано в спецификации для D. Например, обычное устройство BZX79C5V6 [9] , стабилитрон 5,6 В, 0,5 Вт, имеет рекомендуемый обратный ток 5 мА. Если через D проходит недостаточный ток, то U на выходе нерегулируемый и ниже номинального напряжения пробоя (это отличается от ламп стабилизатора напряжения, где выходное напряжение выше номинального и может достигать U на входе). ). При расчете R необходимо учитывать любой ток через внешнюю нагрузку, не показанную на этой схеме, подключенную через U вых .
    2. R должно быть достаточно большим, чтобы ток через D не разрушил устройство. Если ток через D равен I D , его напряжение пробоя V B и его максимальная рассеиваемая мощность P max коррелируют следующим образом: IDVB

    В этой эталонной схеме к диоду может быть подключена нагрузка, и пока стабилитрон остается в состоянии обратного пробоя, диод обеспечивает стабильный источник напряжения для нагрузки.Стабилитроны в этой конфигурации часто используются в качестве стабильных эталонов для более совершенных схем стабилизаторов напряжения.

    Шунтирующие регуляторы просты, но требование, чтобы балластный резистор был достаточно мал, чтобы избежать чрезмерного падения напряжения в наихудшем случае (низкое входное напряжение одновременно с высоким током нагрузки), имеет тенденцию оставлять большой ток, протекающий через диод большую часть время, что делает регулятор довольно расточительным с высокой рассеиваемой мощностью, подходящим только для небольших нагрузок.

    Эти устройства также встречаются, как правило, последовательно с переходом база-эмиттер в транзисторных каскадах, где выборочный выбор устройства с центром в точке лавины или зенеровской точки может быть использован для введения компенсирующего температурного коэффициента балансировки транзистора p– н развязка. Примером такого использования может быть усилитель ошибки постоянного тока, используемый в системе контура обратной связи цепи регулируемого источника питания.

    Стабилитроны также используются в устройствах защиты от перенапряжения для ограничения скачков переходного напряжения.

    Другим применением стабилитрона является использование шума, вызванного его лавинным пробоем, в генераторе случайных чисел.

    Ограничитель формы волны[править]

    Примеры ограничителя формы волны

    Два последовательно расположенных стабилитрона, обращенных друг к другу, отсекают обе половины входного сигнала. Ограничители формы сигнала можно использовать не только для изменения формы сигнала, но и для предотвращения воздействия скачков напряжения на цепи, подключенные к источнику питания. [10]

    Сдвиг напряжения

    Диффендерфер, Роберт (2005). Электронные устройства: системы и приложения . Томас Дельмар Обучение. стр. 95–100. ISBN 1401835147 . Проверено 22 июля 2014 г.

    Дополнительная литература ПО Полупроводник; 127 страниц; 2005 г.; ХБД854/Д.

    (Бесплатная загрузка в формате PDF)

    Внешние ссылки[править]

    Обратный словарь

    Как вы, наверное, заметили, слова для термина перечислены выше.Надеюсь, сгенерированный список слов для «термина» выше удовлетворит ваши потребности. Если нет, вы можете проверить «Связанные слова» — еще один мой проект, в котором используется другая техника (несмотря на то, что она лучше всего работает с отдельными словами, а не с фразами).

    Об обратном словаре

    Обратный словарь работает очень просто. Он просто просматривает тонны словарных определений и выбирает те, которые наиболее точно соответствуют вашему поисковому запросу. Например, если вы наберете что-то вроде «тоска по прошлому», то движок вернет «ностальгия».На данный момент движок проиндексировал несколько миллионов определений, и на данном этапе он начинает давать неизменно хорошие результаты (хотя иногда он может возвращать странные результаты). Он во многом похож на тезаурус, за исключением того, что позволяет выполнять поиск по определению, а не по одному слову. Так что в некотором смысле этот инструмент является «поисковиком слов» или конвертером предложений в слова.

    Я сделал этот инструмент после работы над «Связанными словами», который очень похож на инструмент, за исключением того, что он использует кучу алгоритмов и несколько баз данных для поиска слов, похожих на поисковый запрос.Этот проект ближе к тезаурусу в том смысле, что он возвращает синонимы для запроса слова (или короткой фразы), но он также возвращает много широко связанных слов, не включенных в тезаурус. Таким образом, этот проект, Reverse Dictionary, должен идти рука об руку с Related Words, чтобы действовать как набор инструментов для поиска слов и мозгового штурма. Для тех, кто заинтересован, я также разработал «Описывающие слова», которые помогут вам найти прилагательные и интересные описания для вещей (например, волн, закатов, деревьев и т. д.).

    Если вы не заметили, вы можете щелкнуть по словам в результатах поиска, и вам будет представлено определение этого слова (если оно доступно).Определения взяты из известной базы данных WordNet с открытым исходным кодом, поэтому огромное спасибо многим участникам за создание такого замечательного бесплатного ресурса.

    Особая благодарность авторам открытого исходного кода, использованного в этом проекте: Elastic Search, @HubSpot, WordNet и @mongodb.

    Обратите внимание, что Reverse Dictionary использует сторонние скрипты (такие как Google Analytics и рекламные объявления), которые используют файлы cookie. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с политикой конфиденциальности.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *