Transistör ve Zener Diyot Kullanan Voltaj Düzenleyici Devreleri

Bu yazıda, sabit modlarda ve ayrıca değişken modlarda özelleştirilmiş transistörlü voltaj regülatör devrelerinin nasıl yapılacağını kapsamlı bir şekilde tartışacağız.

Stabilize etmek için tasarlanmış tüm lineer güç kaynağı devreleri, sabit voltaj ve akım çıkışı, gerekli düzenlenmiş çıktıları elde etmek için temel olarak transistör ve zener diyot aşamalarını içerir.

Ayrık parçaları kullanan bu devreler, kalıcı olarak sabit veya sabit voltaj veya stabilize ayarlanabilir çıkış voltajı şeklinde olabilir.

En Basit Voltaj Regülatörü

Muhtemelen en basit voltaj regülatörü tipi, Figurebelow'da gösterildiği gibi regülasyon için temel bir zener diyot kullanarak çalışan zener şönt dengeleyicidir.

Zener diyotları, istenen çıkış değeriyle yakından eşleşebilecek, amaçlanan çıkış voltajına eşdeğer bir voltaj değerine sahiptir.

Besleme voltajı, zener voltajının nominal değerinin altında olduğu sürece, birçok megaohm aralığında maksimum direnç sergileyerek, beslemenin kısıtlama olmaksızın geçmesine izin verir.

Bununla birlikte, besleme voltajı 'zener voltajının' nominal değerinin üzerine çıktığında, direncinde önemli bir düşüşü tetikleyerek, aşırı voltajın, besleme düşene veya zener voltaj seviyesine ulaşıncaya kadar topraklanmasına neden olur.

Bu ani şönt nedeniyle besleme gerilimi düşerek zener değerine ulaşır, bu da zener direncinin tekrar artmasına neden olur. Döngü daha sonra, arzın nominal zener değerinde sabit kalmasını sağlayarak hızla devam eder ve asla bu değerin üzerine çıkmasına izin verilmez.

Yukarıdaki stabilizasyonu elde etmek için, giriş beslemesinin gerekli stabilize edilmiş çıkış voltajından biraz daha yüksek olması gerekir.

Zener değerinin üzerindeki aşırı gerilim, zenerin dahili 'çığ' özelliklerinin tetiklenmesine neden olarak anlık bir şöntleme etkisine ve zener derecesine ulaşıncaya kadar beslemenin düşmesine neden olur.

Bu eylem, zener derecesine eşdeğer sabit bir stabilize çıkış voltajı sağlayarak sonsuza kadar devam eder.

Zener Gerilim Sabitleyicinin Avantajları

Zener diyotları, düşük akım, sabit voltaj regülasyonunun gerekli olduğu yerlerde çok kullanışlıdır.

Zener diyotlarının yapılandırılması kolaydır ve her koşulda makul derecede doğru stabilize çıktı elde etmek için kullanılabilir.

Bir zener diyot tabanlı voltaj regülatörü aşamasını yapılandırmak için yalnızca tek bir direnç gerektirir ve istenen sonuçlar için herhangi bir devreye hızla eklenebilir.

Zener Stabilize Regülatörlerin Dezavantajları

Zener ile stabilize edilmiş bir güç kaynağı, stabilize bir çıktı elde etmenin hızlı, kolay ve etkili bir yöntemi olsa da, birkaç ciddi dezavantaj içerir.

• Çıkış akımı düşüktür ve çıkışta yüksek akım yüklerini destekleyebilir.
• Stabilizasyon yalnızca düşük giriş / çıkış farkları için olabilir. Giriş beslemesinin gerekli çıkış voltajından çok yüksek olamayacağı anlamına gelir. Aksi takdirde, yük direnci sistemi çok verimsiz hale getiren büyük miktarda gücü dağıtabilir.
• Zener diyot çalışması genellikle, hi-fi amplifikatör tasarımları ve diğer benzer savunmasız uygulamalar gibi hassas devrelerin performansını kritik bir şekilde etkileyebilen gürültü oluşumu ile ilişkilidir.

'Güçlendirilmiş Zener Diyot'u Kullanma

Bu, geliştirilmiş güç işleme özelliğine sahip değişken bir zener oluşturmak için BJT'den yararlanan güçlendirilmiş bir zener sürümüdür.

R1 ve R2'nin aynı değere sahip olduğunu ve BJT tabanına yeterli önyargı seviyesi yaratacağını ve BJT'nin en iyi şekilde davranmasını sağlayacağını düşünelim. Minimum baz yayıcı ileri voltaj gereksinimi 0.7V olduğundan, BJT, kullanılan BJT'nin spesifik özelliklerine bağlı olarak 0.7V'nin üzerindeki veya en fazla 1V olan herhangi bir değeri iletecek ve şöntleyecektir.

Böylece çıkış yaklaşık 1 V'ta stabilize edilecektir. Bu 'güçlendirilmiş değişken zener'den güç çıkışı, BJT güç derecesine ve yük direnci değerine bağlı olacaktır.

Ancak bu değer, sadece R2 değeri değiştirilerek kolayca değiştirilebilir veya istenen başka bir seviyeye ayarlanabilir. Veya daha basit bir şekilde R2'yi bir tencere ile değiştirerek. Hem R1 hem de R2 Potunun aralığı, 1V'den besleme seviyesine (24V maks.) Sorunsuz değişken bir çıktı elde etmek için 1K ile 47K arasında herhangi bir şey olabilir. Daha fazla doğruluk için aşağıdaki uçuculuk bölücü formülünü uygulayabilirsiniz:

Çıkış Voltajı = 0.65 (R1 + R2) / R2

Zener Amplifikatörünün Dezavantajı

Yine, bu tasarımın dezavantajı, girdi ve çıktı farkı arttıkça orantılı olarak artan yüksek bir dağılımdır.

Çıkış akımına ve giriş beslemesine bağlı olarak yük direnci değerini doğru şekilde ayarlamak için aşağıdaki veriler uygun şekilde uygulanabilir.

Gerekli çıkış voltajının 5V, gerekli akımın 20 mA ve besleme girişinin 12 V olduğunu varsayalım. O halde Ohm yasasını kullanarak:

Yük Direnci = (12 - 5) / 0,02 = 350 ohm

watt = (12 - 5) x 0,02 = 0,14 watt veya sadece 1/4 watt yeterli olacaktır.

Seri Transistör Regülatör Devresi

Esasen, seri geçiş transistörü olarak da adlandırılan bir seri regülatör, besleme hatlarından biri ve yük ile seri olarak bağlanmış bir transistör kullanılarak oluşturulan değişken bir dirençtir.

Transistörün akıma direnci, çıkış yüküne bağlı olarak otomatik olarak ayarlanır, öyle ki çıkış voltajı istenen seviyede sabit kalır.

Seri bir regülatör devresinde, giriş akımının çıkış akımından biraz daha fazla olması gerekir. Bu küçük fark, regülatör devresi tarafından kendi başına kullanılan tek akım büyüklüğüdür.

Seri Regülatörün Avantajları

Şönt tipi bir regülatöre kıyasla bir seri regülatör devresinin birincil avantajı, daha iyi verimliliğidir.

Bu, ısı yoluyla minimum güç dağılımı ve israfla sonuçlanır. Bu büyük avantaj nedeniyle, seri transistör regülatörleri, yüksek güç voltaj regülatörü uygulamalarında çok popülerdir.

Ancak, güç gereksiniminin çok düşük olduğu veya verimlilik ve ısı üretiminin kritik konular arasında olmadığı durumlarda bu önlenebilir.

Temel olarak, bir seri regülatör, yukarıda belirtildiği gibi, bir emitör takipçi tampon devresini yükleyen bir zener şönt regülatörü içerebilir.

Bir yayıcı takipçi aşaması kullanıldığında birim voltaj kazancını görebilirsiniz. Bu, tabanına stabilize bir girdi uygulandığında, genellikle yayıcıdan da stabilize bir çıktı elde edeceğimiz anlamına gelir.

Verici takipçisinden daha yüksek bir akım kazancı elde edebildiğimiz için, çıkış akımının uygulanan temel akıma göre çok daha yüksek olması beklenebilir.

Böylelikle tasarımın hareketsiz akım tüketimi de haline gelen zener şönt kademesinde baz akım 1 veya 2 mA civarında olsa bile, çıkışta 100 mA çıkış akımı sağlanabilir.

Giriş akımı, zener stabilizatörü tarafından kullanılan 1 veya 2 mA ile birlikte çıkış akımına eklenir ve bu nedenle elde edilen verimlilik olağanüstü bir seviyeye ulaşır.

Devreye giriş beslemesinin, beklenen çıkış voltajını elde etmek için yeterince derecelendirildiği göz önüne alındığında, çıkış, doğrudan Trl'in temel potansiyeli tarafından düzenlendiği için, giriş besleme seviyesinden pratik olarak bağımsız olabilir.

Zener diyot ve dekuplaj kapasitörü, transistörün tabanında mükemmel bir şekilde temiz bir voltaj geliştirir ve bu voltaj, neredeyse parazitsiz bir voltaj oluşturarak çıkışta çoğaltılır.

Bu, bu tür devrelere, şaşırtıcı derecede düşük dalgalanma ve gürültüye sahip, devasa yumuşatma kapasitörleri içermeyen ve 1 amp veya daha fazla olabilecek bir akım aralığı ile çıkış sağlama becerisine izin verir.

Çıkış voltajı seviyesi söz konusu olduğunda, bu bağlı zener voltajına tam olarak eşit olmayabilir. Bunun nedeni, transistörün taban ve yayıcı uçları arasında yaklaşık 0,65 voltluk bir voltaj düşüşü olmasıdır.

Bu düşüşün sonuç olarak, devrenin minimum çıkış voltajını elde edebilmesi için zener voltaj değerinden düşülmesi gerekir.

Yani, zener değeri 12.7V ise, transistörün vericisindeki çıkış yaklaşık 12 V olabilir veya tersine, istenen çıkış voltajı 12 V ise, zener voltajı 12.7 V olarak seçilmelidir.

Bu seri regülatör devresinin regülasyonu asla zener devresinin regülasyonu ile aynı olmayacaktır, çünkü emitör takipçisi sıfır çıkış empedansına sahip olamaz.

Ve kademedeki voltaj düşüşü, artan çıkış akımına yanıt olarak marjinal olarak artmalıdır.

Öte yandan, transistörün akım kazancı ile çarpılan zener akımı, beklenen en yüksek çıkış akımının minimum 100 katına ulaştığında iyi bir düzenleme beklenebilir.

Darlington Transistörleri kullanan Yüksek Akım Serisi Regülatörü

Bunu tam olarak başarmak için, bu genellikle çıktıda tatmin edici kazanç elde edebilmemiz için birkaç transistörün 2 veya 3 kullanılması gerektiği anlamına gelir.

Bir temel iki transistör devresi bir yayıcı takipçisi Aşağıdaki şekillerde Darlington çifti, bir Darlington yayıcı takipçi konfigürasyonunda 3 BJT uygulama tekniğini göstermektedir.

Bir çift transistörü dahil ederek, 1. transistörün tabanından çıkışa yaklaşık 1.3 voltluk çıkışta daha yüksek bir voltaj düşüşüne neden olduğunu gözlemleyin.

Bunun nedeni, transistörlerin her birinden kabaca 0,65 voltun kesilmesidir. Üç transistör devresi düşünülürse, bu, 1. transistörün ve çıkışın tabanı boyunca 2 voltun biraz altında bir voltaj düşüşü anlamına gelebilir.

Negatif Geri Beslemeli Ortak Verici Voltaj Regülatörü

Bazı özel tasarımlarda hoş bir konfigürasyon görülür. ortak yayıcı yükselteçler , yüzde 100 net bir olumsuz geri bildirim sunuyor.

Bu kurulum aşağıdaki Şekilde gösterilmektedir.

Yaygın emitör aşamalarının normalde önemli derecede voltaj kazancına sahip olmasına rağmen, bu durumda durum bu olmayabilir.

Bunun nedeni, çıkış transistör toplayıcısına ve sürücü transistörünün vericisine yerleştirilen% 100 negatif geribildirimdir. Bu, amplifikatörün kesin bir birlik kazancı elde etmesini kolaylaştırır.

Geri Beslemeli Yaygın Emitör Regülatörünün Avantajları

Bu konfigürasyon, bir Darlington Çifti giriş / çıkış terminallerindeki düşük voltaj düşüşü nedeniyle emitör takipçi tabanlı regülatörler.

Bu tasarımlardan elde edilen voltaj düşüşü neredeyse 0,65 volt civarındadır, bu da daha fazla verimliliğe katkıda bulunur ve stabilize edilmemiş giriş voltajının beklenen çıkış voltajının sadece birkaç yüz milivolt üzerinde olup olmadığına bakılmaksızın devrenin etkin bir şekilde çalışmasını sağlar.

Seri Regülatör Devresini Kullanan Akü Eliminatör

Belirtilen pil eliminatör devresi, bir temel seri regülatör kullanılarak oluşturulmuş bir tasarımın işlevsel bir gösterimidir.

Model, maksimum akım 100 mA'yı geçmeyen 9 volt DC ile çalışan tüm uygulamalar için geliştirilmiştir. Nispeten daha yüksek miktarda akım talep eden cihazlar için uygun değildir.

T1 bir 12-0 - 12, 100 mA transformatördü Bu, izole edilmiş koruma izolasyonu ve bir voltaj düşürme sağlarken, ortasından kılavuzlu sekonder sargısı, bir filtre kapasitörlü temel bir itme-çekme doğrultucuyu çalıştırır.

Yüksüz durumda çıkış 18 volt DC civarında olacaktır ve bu tam yükte yaklaşık 12 volta düşebilir.

Bir voltaj dengeleyici gibi çalışan devre, regüle edilmiş bir 10 V nominal çıkış elde etmek için aslında R1, D3 ve C2'yi içeren temel bir seri tip tasarımdır. Zener akımı, yüksüz yaklaşık 8 mA ile tam yükte yaklaşık 3 mA arasında değişir. Sonuç olarak R1 ve D3'ten oluşan dağılım minimumdur.

TR1 ve TR2 tarafından oluşturulan bir Darlington çift yayıcı takipçisi, çıkış tampon amplifikatörü tam çıkışta yaklaşık 30.000'lik bir akım kazancı sağlarken minimum kazanç 10.000 olarak yapılandırılabilir.

Ünite tam yük akımı altında 3 mA kullanarak çalıştığı bu kazanç seviyesinde ve minimum kazanç i, yük akımı dalgalandığında bile amplifikatördeki voltaj düşüşünde neredeyse hiç sapma göstermez.

Çıkış amplifikatöründen gerçek voltaj düşüşü yaklaşık 1,3 volttur ve 10 voltluk orta bir girişle bu yaklaşık 8,7 voltluk bir çıkış sunar.

Gerçek bir 9 voltluk pilin bile çalışma süresi boyunca 9,5 V ile 7,5 V arasında değişebileceği göz önüne alındığında, bu, belirtilen 9 V'a neredeyse eşit görünüyor.

Seri Regülatöre Akım Sınırı Ekleme

Yukarıda açıklanan regülatörler için normalde bir çıkış kısa devre koruması eklemek önemli hale gelir.

Bu, tasarımın düşük çıkış empedansı ile birlikte iyi bir düzenleme sağlayabilmesi için gerekli olabilir. Besleme kaynağı çok düşük empedans olduğundan, kazara bir çıkış kısa devresi durumunda çok yüksek bir çıkış akımı geçebilir.

Bu, çıkış transistörünün diğer birkaç parçayla birlikte hemen yanmasına neden olabilir. Tipik bir sigorta, yeterli korumayı sağlamada başarısız olabilir, çünkü hasar, sigorta muhtemelen tepki verip patlamadan önce bile hızlı bir şekilde meydana gelebilir.

Bunu gerçekleştirmenin en kolay yolu, belki de devreye bir akım sınırlayıcı ekleyerek. Bu, normal çalışma koşulları altında tasarımın performansına herhangi bir doğrudan etkisi olmayan tamamlayıcı devreleri içerir.

Bununla birlikte, akım sınırlayıcı, bağlı yük önemli miktarda akım çekmeye çalışırsa çıkış voltajının hızla düşmesine neden olabilir.

Aslında çıkış voltajı o kadar hızlı düşer ki, çıkış boyunca kısa bir devre yerleştirilmesine rağmen devreden gelen akım, belirtilen maksimum değerinden biraz daha fazladır.

Akım sınırlama devresinin sonucu, önerilen Batarya Eliminatör ünitesinden elde edildiği gibi, kademeli olarak düşen bir yük empedansına göre çıkış voltajını ve akımını gösteren aşağıdaki verilerde kanıtlanmıştır.

akım sınırlayıcı devre sadece birkaç R2 ve Tr3 elemanını kullanarak çalışır. Tepkisi aslında o kadar hızlıdır ki, çıkıştaki tüm olası kısa devre risklerini ortadan kaldırır ve böylece çıkış cihazlarına arıza korumalı bir koruma sağlar. Akım sınırlamasının çalışması aşağıda açıklandığı gibi anlaşılabilir.

R2, çıkışla seri olarak bağlanır ve bu, R2 boyunca geliştirilen voltajın çıkış akımıyla orantılı olmasına neden olur. 100 mA'ya ulaşan çıkış tüketimlerinde, R2'de üretilen voltaj Tr3'ü tetiklemek için yeterli olmayacaktır çünkü bu, AÇILMASI için minimum 0,65 V potansiyele ihtiyaç duyan bir silikon transistördür.

Bununla birlikte, çıkış yükü 100 mA sınırını aştığında, T2 boyunca yeterli potansiyele sahiptir ve Tr3'ü yeterli şekilde iletime geçirmek için çalışır. TR3 ise, yük boyunca negatif besleme rayı boyunca Trl'ye doğru bir miktar f akımının akmasına neden olur.

Bu, çıkış voltajında ​​bir miktar düşüşe neden olur. Yük daha da artarsa, R2 boyunca potansiyelde orantılı bir artışla sonuçlanır ve Tr3'ü daha da zorlayarak AÇIK duruma getirir.

Bu, sonuç olarak daha yüksek miktarlarda akımın Tr1'e ve negatif çizginin Tr3 ve yük üzerinden kaydırılmasına izin verir. Bu eylem ayrıca çıkış voltajında ​​orantılı olarak artan voltaj düşüşüne yol açar.

Bir çıkış kısa devresi durumunda bile, Tr3 büyük olasılıkla, çıkış voltajını sıfıra düşmeye zorlayarak, çıkış akımının asla 100 mA işaretini aşmasına izin verilmemesini sağlayarak, iletime sert bir şekilde eğilecektir.

Değişken Ayarlı Tezgah Güç Kaynağı

Değişken voltaj stabilize güç kaynakları sabit voltaj regülatörü tipleri gibi benzer prensiplerle çalışırlar, ancak potansiyometre kontrolü bu, değişken bir voltaj aralığı ile stabilize edilmiş bir çıkışı kolaylaştırır.

Bu devreler Analiz için farklı ayarlanabilir girdiler gerektiren uygulamalarda da kullanılabilmesine rağmen, tezgah ve atölye güç kaynakları olarak en uygun olanlardır. Bu tür işler için güç kaynağı potansiyometresi, kaynağın çıkış voltajını istenen düzenlenmiş voltaj seviyelerine uyarlamak için kullanılabilen önceden ayarlanmış bir kontrol gibi davranır.

Yukarıdaki şekil, 0 ila 12V arasında sürekli değişken bir stabilize çıktı sağlayacak bir değişken voltaj regülatör devresinin klasik bir örneğini göstermektedir.

Ana Özellikler

• Akım aralığı maksimum 500 mA ile sınırlıdır, ancak bu, transistörleri ve transformatörü uygun şekilde yükselterek daha yüksek seviyelere yükseltilebilir.
• Tasarım, 1 mV'den daha az olabilen çok iyi bir gürültü ve dalgalanma düzenlemesi sağlar.
• Giriş kaynağı ve düzenlenmiş çıkış arasındaki maksimum fark, tam çıkış yüklemesinde bile 0,3 V'den fazla değildir.
• Düzenlenmiş değişken güç kaynağı, yüksek kaliteli düzenlenmiş sarf malzemeleri gerektiren hemen hemen her tür elektronik projeyi test etmek için ideal olarak kullanılabilir.

Nasıl çalışır

Bu tasarımda, çıkış zener dengeleyici aşaması ile giriş tampon yükselticisi arasında bir potansiyel bölücü devre görebiliriz. Bu potansiyel bölücü, VR1 ve R5 tarafından oluşturulmuştur. Bu, VR1'in kaydırma kolunun, ayar aralığının en yüksek noktasındayken, ray tabanına yakınken minimum 1,4 volttan, 15 V zener seviyesine kadar ayarlanmasını sağlar.

Çıkış tamponu aşamasına yaklaşık 2 volt düşürüldü ve 0 V ila yaklaşık 13 V arasında bir çıkış voltajı aralığına izin verildi. Bunu söyledikten sonra, üst voltaj aralığı, zener voltajındaki% 5 tolerans gibi parça toleranslarına duyarlıdır. Bu nedenle, optimum çıkış voltajı 12 volttan daha yüksek bir gölge olabilir.

Birkaç tür verimli aşırı yük koruma devresi herhangi bir tezgah güç kaynağı için çok önemli olabilir. Çıkış, rastgele aşırı yüklere ve kısa devrelere karşı savunmasız olabileceğinden, bu gerekli olabilir.

Mevcut tasarımda, Trl ve onun bağlantılı unsurları tarafından belirlenen oldukça basit bir akım sınırlaması kullanıyoruz. Ünite normal koşullarda çalıştırıldığında, besleme girişiyle seri olarak bağlanan R1 boyunca üretilen voltaj, Trl'yi kondüksiyona tetiklemek için çok azdır.

Bu senaryoda devre, R1 tarafından oluşturulan küçük bir voltaj düşüşünün yanı sıra normal şekilde çalışır. Bu, ünitenin regülasyon verimliliği üzerinde neredeyse hiç etki yaratmaz.

Bunun nedeni, R1 aşamasının regülatör devresinden önce gelmesidir. Bir aşırı yük durumu durumunda, R1'de indüklenen potansiyel, direnç R2 boyunca üretilen potansiyel farktan elde edilen temel akım nedeniyle Tr1'i AÇIK konuma getirmeye zorlayan yaklaşık 0,65 volta kadar ateş eder.

Bu, R3 ve Tr 1'in önemli miktarda akım çekmesine neden olarak R4 boyunca voltaj düşüşünün önemli ölçüde artmasına ve çıkış voltajının düşmesine neden olur.

Bu işlem, çıkıştaki kısa devreye rağmen çıkış akımını anında maksimum 550 ila 600 mA ile sınırlar.

Akım sınırlama özelliği, çıkış voltajını pratik olarak 0 V ile sınırladığından.

R6, temel olarak çıkış akımının çok düşük olmasını ve tampon amplifikatörün normal şekilde çalışamamasını önleyen bir yük direnci gibi donatılmıştır. C3, cihazın mükemmel bir geçici yanıt elde etmesini sağlar.

Dezavantajlar

Tıpkı herhangi bir tipik doğrusal regülatörde olduğu gibi, Tr4'teki güç kaybı, çıkış voltajı ve akımı tarafından belirlenir ve daha düşük çıkış voltajları ve daha yüksek çıkış yükleri için ayarlanmış pot ile maksimumda olur.

Çoğu şiddetli durumda, Tr4 boyunca muhtemelen 20 V indüklenebilir ve bunun içinden 600 mA civarında bir akım geçmesine neden olabilir. Bu, transistörde yaklaşık 12 watt'lık bir güç kaybı ile sonuçlanır.

Uzun süreler boyunca buna tahammül edebilmek için, cihaz oldukça büyük bir soğutucu üzerine kurulmalıdır. VR1, çıkış voltaj işaretlerini görüntüleyen kalibre edilmiş bir ölçek kolaylaştıran oldukça büyük bir kontrol düğmesi ile kurulabilir.

Parça listesi

• Dirençler. (Hepsi 1/3 watt% 5).
• R1 1,2 ohm
• R2 100 ohm
• R3 15 ohm
• R4 1k
• R5 470 ohm
• R6 10k
• VR1 4.7k doğrusal karbon
• Kapasitörler
• C1 2200 µF 40V
• C2 100 µF 25V
• C3 330 nF
• Yarı iletkenler
• Tr1 BC108
• Tr2 BC107
• Tr3 BFY51
• Tr4 TIP33A
• DI - D4 1N4002 (4 kapalı)
• D5 BZY88C15V (15 volt, 400 mW zener)
• Trafo
• T1 Standart ana şebeke birincil, 17 veya 18 volt, 1 amper
• ikincil
• Değiştirmek
• S1 D.P.S.T. döner şebeke veya geçiş tipi
• Çeşitli
• Kasa, çıkış soketleri, devre kartı, şebeke kablosu, kablo,
• lehim vb.

Daha Yüksek Giriş / Çıkış Diferansiyellerinde Transistör Aşırı Isınması Nasıl Durdurulur

Yukarıda açıklandığı gibi geçiş transistör tipi regülatörler, genellikle çıkış voltajı giriş beslemesinden çok daha düşük olduğunda seri regülatör transistöründen ortaya çıkan son derece yüksek dağılma durumuyla karşılaşırlar.

Düşük voltajda (TTL) yüksek çıkış akımı her çalıştırıldığında, soğutucu üzerinde bir soğutma fanı kullanılması muhtemelen çok önemli olabilir. Muhtemelen ciddi bir örnek, 5 amperden 5 ve 50 volta kadar sağlayan bir kaynak birimin senaryosu olabilir.

Bu tip bir ünite normalde 60 voltluk düzensiz beslemeye sahip olabilir. Bu özel cihazın tüm nominal akımında TTL devrelerini kaynakladığını hayal edin. Devredeki seri eleman bu durumda 275 watt dağıtmak zorunda kalacak!

Yeterli soğutma sağlama masrafı, yalnızca seri transistörün fiyatı ile gerçekleştiriliyor gibi görünüyor. Regülatör transistörünün üzerindeki voltaj düşüşünün, tercih edilen çıkış voltajına bağlı olmaksızın muhtemelen 5.5 volt ile sınırlandırılabilmesi durumunda, yayılma yukarıdaki çizimde büyük ölçüde azaltılabilir, bu, başlangıç ​​değerinin% 10'u olabilir.

Bu, üç yarı iletken parça ve birkaç direnç kullanılarak gerçekleştirilebilir (şekil 1). İşte tam olarak bunun nasıl çalıştığı: tristör Thy'nin normal olarak R1 aracılığıyla iletken olmasına izin verilir.

Bununla birlikte, T2'deki voltaj düşüşü - seri regülatör 5,5 voltun ötesine geçtiğinde, T1 çalışmaya başlar ve tristörün sonraki sıfır geçişinde köprü doğrultucu çıkışında `` açılmasına '' neden olur.

Bu özel çalışma dizisi, düzensiz beslemenin düzenlenmiş çıkış voltajı üzerinde 5,5 voltta sabitlenmesi için C1'den beslenen yükü (filtre kondansatörü) sürekli olarak kontrol eder. R1 için gerekli direnç değeri aşağıdaki şekilde belirlenir:

R1 = 1,4 x Vsec - (Vmin + 5) / 50 (sonuç k Ohm cinsinden olacaktır)

Burada Vsec, transformatörün ikincil RMS voltajını ve Vmin, regüle çıktının minimum değerini belirtir.

Tristörün tepe dalgalanma akımına dayanma konusunda yetkin olması gerekir ve çalışma voltajı minimum 1,5 Vsn olmalıdır. Seri regülatör transistörü, en yüksek çıkış akımı Imax'ı destekleyecek şekilde belirtilmeli ve 5,5 x Isec watt dağıtabileceği bir soğutucu üzerine monte edilmelidir.

Sonuç

Bu yazıda, seri geçiş transistörü ve zener diyot kullanarak basit doğrusal voltaj regülatörü devrelerinin nasıl oluşturulacağını öğrendik. Doğrusal stabilize güç kaynakları, minimum sayıda bileşen kullanarak sabit stabilize çıktılar oluşturmak için bize oldukça kolay seçenekler sunar.

Bu tür tasarımlarda, temel olarak bir NPN transistörü, ortak bir yayıcı modunda pozitif giriş besleme hattı ile seri olarak yapılandırılır. Stabilize çıkış, transistörün vericisi ve negatif besleme hattı boyunca elde edilir.

Transistörün tabanı, bir zener kıskaç devresi veya ayarlanabilir bir voltaj bölücü ile yapılandırılır ve bu, transistörün yayıcı tarafı voltajının, transistörün yayıcı çıkışındaki temel potansiyeli yakından kopyalamasını sağlar.

Yük bir yüksek akım yükü ise, transistör, direncinde bir artışa neden olarak yüke giden voltajı düzenler ve böylece yüke giden voltajın, temel konfigürasyonu tarafından belirlenen belirtilen sabit değeri aşmamasını sağlar.