|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Penstabil ekonomi. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Pelindung Lonjakan Tanpa pergi ke analisis terperinci tentang kelebihan dan kekurangan pelbagai prinsip penukaran dan penstabilan voltan, pengarang artikel berkongsi pengalamannya dalam membangunkan penstabil voltan yang mudah dan ekonomik dengan transistor bipolar sebagai elemen pengawal selia. Banyak perhatian diberikan kepada pemilihan sumber voltan rujukan. Artikel itu menyediakan jadual dengan keputusan ujian pelbagai penstabil, menjadikannya lebih mudah untuk memilih pilihan yang sesuai. Untuk mencapai kecekapan tinggi peranti radio-elektronik yang dikuasakan oleh sel galvanik atau bateri dan memerlukan voltan yang stabil, sebagai tambahan kepada pilihan voltan bekalan dan jenis elemen yang betul, adalah penting untuk memilih penstabil ekonomi yang sesuai yang memastikan operasi yang paling lama. peranti tanpa menggantikan sumber kuasa. Penstabil ekonomi (kecekapan tinggi) ialah penstabil yang pada masa yang sama memenuhi dua syarat: pertama, ia mesti mempunyai penggunaan arus yang rendah berbanding dengan arus beban; kedua, mempunyai penurunan voltan minimum yang dibenarkan merentasi elemen kawalan. Dalam kesusasteraan, sering terdapat penerangan tentang penstabil ekonomi, di mana pengarang memberi tumpuan kepada mengurangkan penggunaan semasa penstabil itu sendiri dan tidak mementingkan fakta bahawa untuk operasi normalnya, voltan input mesti melebihi voltan keluaran dengan sekurang-kurangnya 1,5...2 V. Apabila dikuasakan daripada bateri, keadaan ini memainkan peranan utama. Pengiraan mudah menunjukkan bahawa penurunan dalam kecekapan penstabil berlaku dengan tepat kerana pelesapan tenaga dalam bentuk haba pada transistor kawalan, dan kerugian ini berkadar terus dengan penurunan voltan. Secara umum, penstabil ialah pembahagi voltan boleh laras, di mana transistor digunakan sebagai elemen pengawal selia, kekonduksian yang mengubah elemen kawalan. Dalam penstabil ekonomi, elemen kawalan mesti menyediakan arus asas yang mencukupi bagi transistor pengawal selia dengan penggunaan kendiri yang minimum. Arus ini dihasilkan dengan membandingkan voltan keluaran dengan voltan rujukan. Pilihan yang betul bagi sumber voltan rujukan (RVS) adalah penting, parameter yang menentukan ciri penstabil: pekali penstabilan (Kt), pekali suhu voltan (VTC), kecekapan, dsb. Transistor pengawal selia mesti mengekalkan voltan keluaran yang stabil apabila voltan bekalan berkurangan kepada nilai minimum sedikit melebihi voltan keluaran terkadar penstabil. Perbezaan minimum antara voltan input dan output, di mana penstabil masih boleh mengekalkan voltan keluaran terkadar, juga bergantung pada gambar rajah sambungan transistor kawalan [1]. VOLTAN RUJUKAN SUMBER KUASA MIKRO Litar ION yang paling mudah diperoleh dengan menggunakan diod zener, pilihan yang agak besar, tetapi dalam praktiknya kesukaran sering timbul disebabkan oleh penyebaran voltan penstabilan diod zener jenis yang sama dan kecekapan rendah apabila menjanakan peranti kuasa mikro. Secara amnya diterima bahawa diod zener tidak sesuai untuk operasi pada arus kurang daripada 0,5...1 mA. Ini benar dalam kes apabila perlu untuk mendapatkan hasil yang terjamin tanpa membuang masa untuk menyemak dan memilih diod zener yang sesuai. Walau bagaimanapun, kebanyakannya boleh beroperasi pada arus yang lebih rendah, memberikan parameter yang boleh diterima untuk arus beban tidak melebihi beberapa puluh mikroampere. Untuk mengesahkan ini, cukup untuk menarik kebergantungan parameter diod zener bukan pada skala linear, seperti yang dilakukan dalam kebanyakan buku rujukan, tetapi pada skala logaritma. Dalam Rajah. 1 - 3 menunjukkan pergantungan voltan penstabilan (UCT) dan rintangan pembezaan (Rd) pada arus penstabilan (lCT) pada skala yang ditunjukkan.
Disebabkan fakta bahawa parameter diod zener dicirikan oleh serakan yang besar, pergantungan voltan penstabilan pada arus untuk diod zener KS133A, KS147A, KS156A, KS168A adalah ciri purata (Rajah 1). Untuk diod zener siri D814, yang mempunyai serakan yang sangat kuat pada arus kurang daripada 200...300 μA, graf adalah kawasan berlorek (Rajah 2), dibina berdasarkan generalisasi ciri-ciri beberapa (atas). hingga lima) diod zener bagi setiap jenis. Bilangan kecil diod zener yang diuji tidak membenarkan kami membuat kesimpulan yang mendakwa ketepatan yang lebih tinggi, tetapi beberapa trend umum masih kelihatan. Ujian telah menunjukkan bahawa untuk diod zener D808 - D811, D813, D814 dan D818 siri, dengan penurunan arus, voltan penstabilan pada mulanya berkurangan sedikit, tetapi pada arus kurang daripada 200...300 μA, dalam beberapa spesimen ia menjadi rendah tanpa diduga. . Untuk diod zener voltan rendah KS133A, KS147A, KS156A, dengan arus berkurangan, voltan penstabilan menurun secara monoton tanpa penurunan mendadak. Graf bagi diod zener KS133A dan KS147A (Rajah 3) ialah garis hampir lurus yang menunjukkan pergantungan berkadar songsang bagi rintangan pembezaan pada arus. Mengurangkan arus sebanyak 1000 kali, contohnya, daripada 32 mA kepada 32 μA, membawa kepada peningkatan dalam Rd juga sebanyak 1000 kali - dari 10 Ohms kepada 10 kOhms. Diod Zener dengan voltan penstabilan 5,6...7 V dan arus lebih daripada 3 mA mempunyai rintangan pembezaan yang lebih rendah. Apabila arus menurun ke tahap tertentu, Rd diod zener sedemikian meningkat dengan mendadak, dan dengan penurunan selanjutnya, ia tidak banyak berbeza daripada Rd diod zener voltan rendah. Diod Zener D814A - D814D juga mempunyai rintangan pembezaan yang rendah pada arus tinggi, tetapi pada arus kurang daripada 200...300 μA, Rd beberapa diod zener boleh mempunyai nilai yang jauh lebih besar daripada diod voltan rendah. Eksperimen dengan beberapa salinan diod zener (KS510A, KS512A, KS515A, KS518A) menunjukkan bahawa kebanyakannya mempunyai ciri penstabilan yang baik pada keseluruhan julat perubahan arus sehingga 3...5 μA, tetapi ia direka untuk menstabilkan voltan lebih daripada 10 V. Keanehannya ialah tahap hingar yang meningkat pada arus kurang daripada 300 µA. Parameter ION seperti pekali suhu voltan tidak boleh dipandang remeh, kerana ia boleh menyebabkan fenomena yang tidak menyenangkan seperti peralihan dalam frekuensi pengayun tempatan atau peningkatan ralat peranti pengukur apabila suhu ambien berubah. TKN diod zener dengan UCT=5...6,8 V (KS156A, KS168A, dll.) dengan penurunan arus kepada 100 μA dan ke bawah beralih ke arah nilai negatif dan boleh meningkat kepada -2,5 mV/°C [2 ]. Diod zener pampasan suhu bagi siri D818, KS191, dsb. pada arus kurang daripada 1 mA mereka kehilangan sifat ketepatannya disebabkan peningkatan TKN negatif. Di antara diod zener siri D814 terdapat spesimen yang tidak sesuai untuk operasi dalam mod arus rendah (kurang daripada 0,3...0,4 mA) disebabkan oleh penurunan mendadak dalam voltan penstabilan dengan penurunan suhu. Bagi kebanyakan jenis diod zener yang lain, apabila arus berkurangan, TKN tidak berubah dengan begitu ketara, tetapi arah aliran umum ialah peralihan TKN ke arah nilai negatif. Analisis ciri-ciri diod zener pada arus rendah membolehkan kita membuat kesimpulan berikut. Hampir semua jenis diod zener agak terpakai dalam mod semasa rendah, tetapi hanya selepas ujian awal. Dalam kes ini, anda harus memilih keadaan di mana voltan penstabilan berubah kurang apabila arus bekalan berkurangan. Diod Zener dengan UCT < 7 V (KS133A, KS139A, KS147A, KS156A, KS168A) boleh digunakan dalam ION dengan arus bekalan yang dikurangkan sehingga beberapa puluh mikroamp. Pekali penstabilan diod zener KS133A, KS139A dan KS147A hampir bebas daripada arus, tetapi mempunyai nilai yang rendah (6...10), dan voltan penstabilan menurun secara monoton dengan arus berkurangan dan pada nilai 50 μA boleh menjadi 1,5. ..2 kali kurang daripada pada 5...10 mA. Keadaan ini memungkinkan untuk mengawal voltan penstabilan dalam had tertentu dengan menukar arus, tetapi adalah wajar untuk menstabilkan arus untuk meningkatkan CCT [3]. Pekali penstabilan diod zener KS156A dan KS168A berkurangan kepada 8...15 apabila arus berkurangan, yang mungkin juga memerlukan penggunaan penstabilan semasa. Apabila arus berkurangan kepada 50 μA, voltan penstabilan berkurangan sebanyak 1,2...1,5 kali. Diod Zener dengan UCT=7,5...14 V (siri D808, D814 dan D818, dsb.) boleh digunakan dalam ION pada arus sehingga 0,4...0,5 mA dengan sedikit kemerosotan dalam parameter; pada nilai kurang daripada 0,4 mA, ciri-ciri mungkin merosot, tetapi lebih separuh daripada diod zener yang diuji jenis ini mempunyai parameter yang boleh diterima apabila arus dikurangkan kepada 80...100 μA. Alternatif yang baik kepada diod zener, terutamanya dalam mod arus rendah, ialah LED [4] sinaran boleh dilihat (UCT=1,5...2 V dalam sambungan terus) dan simpang pemancar asas [5-7] transistor silikon kuasa rendah (UCT=4. ..10 V apabila dihidupkan secara terbalik). Mereka menyediakan CCT yang lebih besar dan boleh beroperasi walaupun arus penstabilan kurang daripada 20 μA, dan voltan penstabilan LED dalam mod arus rendah agak boleh diramal. Dalam ION, anda boleh menggunakan bukan sahaja simpang p-n diod dan transistor, tetapi juga transistor kesan medan yang digunakan sebagai penstabil semasa (Rajah 4a). Voltan rujukan dikeluarkan daripada perintang dalam litar sumber [8]. Pada 10 µA, voltan ini sama dengan voltan potong (UOTC) FET. Nilai arus yang mengalir melalui transistor kesan medan dipilih dengan menukar rintangan perintang dalam litar sumber. Kelemahan utama transistor kesan medan adalah variasi besar dalam voltan potong peranti daripada jenis yang sama, walaupun dalam kelompok (pakej) yang sama, yang dalam kebanyakan kes menjadikannya mustahil untuk menggunakannya tanpa terlebih dahulu mengukur parameter ini dan memilih transistor yang sesuai.
Untuk mengukur UOTC, adalah perlu untuk menyambungkan mikroammeter ke longkang transistor, dan voltmeter selari dengan perintang (Rajah 4b). Menggunakan perintang boleh ubah, tetapkan arus longkang kepada 10 μA dan ukur penurunan voltan merentasi perintang (atau antara pintu dan punca) menggunakan voltmeter rintangan tinggi. Voltan ini boleh dianggap sebagai voltan potong. Adalah lebih mudah untuk memilih transistor jika anda memasukkannya ke dalam beberapa penyambung bersaiz kecil yang sesuai yang mana wayar dari peranti lain dipateri. Dalam Rajah. Rajah 5 menunjukkan pergantungan voltan punca pada arus longkang untuk beberapa transistor kesan medan. Graf menunjukkan bahawa apabila arus berubah dari 1 hingga 150...200 μA, voltan pada punca kebanyakan transistor berubah tidak lebih daripada 20...25% daripada voltan potong. Keadaan ini mungkin berguna semasa membuat pengiraan anggaran. Pekali penstabilan pada arus kurang daripada 1...2 mA berada dalam julat 20...40, meningkat sedikit dengan arus berkurangan. TKN mempunyai nilai positif maksimum pada arus rendah dan menurun dengan kenaikannya, menjadi negatif pada arus lebih dari 0,1-3,0 mA [9].
Penyelidikan telah menunjukkan bahawa transistor yang paling sesuai untuk digunakan sebagai ION arus mikro ialah transistor simpang p-n siri KP103, KP302 dan KP303. Bagi kebanyakan mereka, TKN dalam mod arus rendah tidak melebihi +2,5 mV/°C atau 0,25%/°C. Penggunaan transistor dengan pintu bertebat (hanya transistor siri KP305 dan KP313 yang dikaji) juga tidak dikecualikan, tetapi penyebaran TKN mereka lebih besar. Oleh kerana penstabil semasa pada transistor kesan medan ialah peranti dua terminal, kemasukan berurutan bagi perintang tambahan (Rajah 6a) memungkinkan untuk meningkatkan voltan rujukan. Dengan menggantikan perintang dalam litar sumber dengan potensiometer dan melaraskan voltan maklum balas di pintu masuk, anda boleh meningkatkan voltan pada sumber transistor dari UOTC dalam julat yang luas, tetapi lebih baik untuk menghadkannya kepada nilai 2 ...3UOTC, dan untuk mendapatkan voltan rujukan yang besar, gunakan transistor kesan medan dengan UOTC yang besar. Ini memungkinkan untuk menambah baik TKN. Kelemahan ION yang menggunakan litar ringkas sedemikian ialah rintangan keluaran yang agak tinggi dan peningkatan TKN positif. Gabungan penstabil semasa dengan diod zener yang mempunyai TKN negatif (KS50A, KS80A, KS133A, KS139A, KS147A) boleh meningkatkan parameter ini, dan pada masa yang sama meningkatkan Kst kepada 156...168 (Rajah 6, b). Voltan bekalan minimum harus lebih tinggi daripada standard dengan nilai UOTC dengan beberapa margin, oleh itu, jika voltan masukan tidak jauh lebih tinggi daripada voltan penstabilan, lebih baik memilih transistor kesan medan dengan UOTC kecil. Dengan menggunakan perintang boleh ubah dalam litar get, menukar arus penstabilan dalam had tertentu, anda boleh mengawal voltan rujukan ION.
Untuk "menjimatkan" voltan bekalan, LED dan diod zener KS119A, KS133A, KS139A, KS147A disambung secara selari dengan perintang boleh ubah dalam litar sumber transistor kesan medan (Rajah 6c). Rintangan perintang boleh dari beberapa ratus kOhm hingga beberapa MOhm. Voltan potong bagi transistor kesan medan hendaklah kurang sedikit daripada voltan ION rujukan, jadi transistor kesan medan yang lebih biasa dengan U0TC>1 V boleh digunakan. Voltan rujukan boleh dilaraskan dalam had kecil dengan menukar arus penstabilan. Diod zener yang disambungkan selari dengan perintang menstabilkan voltan pada punca transistor dan memburukkan maklum balas pada pintu masuk. Oleh itu, sambungan sedemikian berkesan hanya untuk diod zener voltan rendah dengan pekali penstabilan yang tidak ketara. Parameter ION berdasarkan penstabil semasa boleh diperbaiki menggunakan transistor bipolar tambahan (Rajah 7a). Tidak seperti analog diod zener yang hanya menggunakan transistor bipolar [10 - 12], peranti ini mengandungi lebih sedikit bahagian, berfungsi dengan baik dalam mod arus rendah dan mempunyai TKN yang rendah. Adalah lebih baik untuk menggunakan transistor bipolar silikon berkuasa rendah dengan pekali pemindahan arus tinggi siri KT3102, KT3107, KT342, dll., kerana julat arus operasi analog diod zener tersebut adalah berkadar terus dengan pekali pemindahan semasa ( h21E) transistor VT2. TKN negatif persimpangan pemancar asas transistor bipolar sebahagiannya mengimbangi TKN positif transistor kesan medan, jadi jumlah TKN berada dalam julat -0,02...+0,04%/°C pada kedudukan yang lebih rendah gelangsar perintang boleh ubah (dalam kes menggunakan transistor kesan medan dengan peralihan p -n).
Dalam Rajah. Rajah 7b menunjukkan ciri-ciri voltan semasa analog diod zener pada kedudukan berbeza bagi motor perintang boleh ubah. Seperti yang anda lihat, julat semasa pengendalian peranti adalah terhad. Arus penstabilan minimum ditentukan oleh rintangan perintang dalam litar sumber (arus ini mesti mencukupi untuk mencipta penurunan voltan sama dengan rujukan), dan arus maksimum pada rintangan terpilih perintang R2 ditentukan oleh arus pekali pemindahan transistor VT2 (arus asas maksimum, dan oleh itu pengumpul, dihadkan oleh perintang , oleh itu, apabila arus penstabilan meningkat, voltan rujukan juga mula meningkat). Apabila voltan rujukan dinaikkan dengan faktor 2 (oleh potensiometer dalam litar sumber), arus penstabilan minimum dan maksimum juga meningkat lebih kurang 2 kali ganda. Dalam kes ini, TKN boleh meningkat kepada +0,08%/°C. Pengiraan ringkas analog diod zener dijalankan dalam urutan berikut: tentukan arus penstabilan minimum, pilih transistor kesan medan dengan voltan potong tertentu, kira rintangan perintang dalam litar sumber, tentukan maksimum arus penstabilan. Untuk mengira, anda boleh menggunakan nisbah berikut: Ist min >51H; Uobr min=U0TC + UBE atau U0TC=U0br min-0,6 V; Ri=2U0TC/lCT min (jika Uobp tidak dikawal); Ri2(Uobp max-0,6V)/min terakhir (jika Uobp boleh laras); Iст max=lK max/2=(lБ-h21э)/2=(U0TC/Rи)h21э/2=U0TC·h21э/2Rи. di mana Ist min ialah arus penstabilan minimum; IH - arus beban maksimum; Ist max - arus penstabilan maksimum; lK max - arus pengumpul maksimum transistor VT2; IB - arus asas transistor VT2; Ri ialah rintangan perintang (atau perintang) dalam litar sumber; Uobp min - voltan rujukan minimum; UOTC - voltan potong transistor VT1; UBe - penurunan voltan pada persimpangan pemancar asas transistor VT2; h21e - pekali pemindahan arus statik transistor VT2; 2 - pekali empirikal yang mengambil kira kemerosotan parameter berhampiran arus penstabilan had. Anda boleh mengembangkan julat arus operasi analog diod zener dengan menambah transistor lain (Rajah 8). Transistor ini, jika perlu untuk menstabilkan arus yang besar, boleh menjadi berkuasa, dipasang pada sink haba atau terus pada bekas logam (jika transistor VT2 dan VT3 mempunyai struktur yang sama).
Analog diod zener (Rajah 8) adalah lebih baik dalam parameternya berbanding kebanyakan diod zener, terutamanya apabila menstabilkan arus rendah. Kelebihannya ialah keupayaan untuk mengawal voltan rujukan dalam had yang luas. Apabila mengira analog tiga transistor diod zener, bukannya parameter transistor VT2, parameter transistor komposit digantikan ke dalam formula. Perintang R4 berfungsi untuk menghapuskan pengaruh arus pengumpul terbalik dan boleh mempunyai rintangan dari beberapa puluh hingga beberapa ratus kOhms, bergantung pada selang perubahan arus penstabilan. Kelemahan litar ialah kebolehramalan TKN yang lemah, yang juga berubah semasa pengawalan voltan rujukan. Apabila voltan meningkat, TKN beralih ke arah nilai positif. Sebagai contoh, analog diod zener yang dipasang pada transistor pelengkap (dengan mengambil kira struktur yang berbeza): transistor VT1 - KP103E (UOTC=1 V), transistor VT2 - siri KT3102 (h21e=320), transistor VT3 - siri KT3107 ( h21e=190), R2 =R3=1 MOhm, mempunyai pekali penstabilan sekurang-kurangnya 40 pada arus 3 μA hingga 5 mA. Voltan rujukan dikawal dalam 1,5...2,5 V. Dalam kes ini, pekali suhu voltan berbeza daripada -0,06%/°C hingga +0,07%/°C. Analog yang sama bagi diod zener dengan transistor VT1 KP302B (UOTC = 3,4 V) mempunyai pekali penstabilan sekurang-kurangnya 100 pada arus 10 μA hingga 10 mA. Voltan rujukan dikawal dalam 3,9...7 V. TKN berbeza daripada -0,01%/°C hingga +0,02%/°C. REKA BENTUK LITAR PENSTABIL EKONOMI Asas untuk pembangunan penstabil ekonomi adalah penstabil mudah dengan perlindungan litar pintas (Rajah 9), yang telah popular di kalangan amatur radio selama lebih daripada dua dekad [13].
Prinsip operasinya adalah berdasarkan membandingkan voltan keluaran dengan voltan pada diod zener VD1. Tahap rujukan dibekalkan ke pangkalan transistor VT2, dan voltan keluaran dibekalkan kepada pemancar. Isyarat tidak sepadan dikuatkan oleh transistor VT2 dan dihantar ke pangkalan VT1. Elemen R1, R2, VD1, VT2 membentuk penstabil semasa, jadi arus keluaran maksimum penstabil adalah terhad. Apabila rintangan beban berkurangan, arus keluaran penstabil meningkat ke tahap had (Ilim), maka voltan keluaran berkurangan. Apabila pada output ia jatuh ke nilai UVD1 - UVD2 atau UVD1 - 0,6 V, diod yang dibuka VD2 mengecilkan diod zener VD1. Sekiranya berlaku litar pintas, tahap isyarat berdasarkan transistor VT2 akan sama dengan penurunan voltan merentasi simpang pn diod VD2 dalam sambungan terus. Ini mengurangkan arus pengumpul transistor VT2, dan, oleh itu, arus keluaran penstabil semasa litar pintas (lK3) akan kurang daripada arus pengehad. Voltan keluaran penstabil ditentukan oleh nisbah Uvyx = UVD1 - UBE VT2 + UVD3, di mana UVD1 ialah voltan penstabilan diod zener; UBE VT2 - penurunan voltan pada persimpangan pemancar asas transistor VT2; Uvd3 - penurunan voltan merentasi diod VD3 dalam sambungan terus. Oleh kerana UBE VT2 = UVD3 = 0,6 V, kita boleh mengandaikan bahawa voltan keluaran penstabil adalah sama dengan voltan penstabilan diod zener VD1. Pekali penstabilan (Kst) penstabil Kst \uXNUMXd (ΔUin / ΔUout) (Uout / Uin), di mana ΔUin dan ΔUout ialah kenaikan voltan pada input dan output penstabil, masing-masing; hampir sama dengan Kst diod zener VD1. Pekali suhu voltan (TKN) penstabil adalah lebih kurang sama dengan TKN diod zener VD1, kerana TKN persimpangan p-n transistor silikon dan diod adalah sama dan mempunyai nilai kira-kira -2 mV/°C, dan daripada ungkapan untuk voltan keluaran adalah jelas bahawa ia saling ditolak. Galangan keluaran Rout penstabil = ΔUout / ΔIN di mana ΔIН ialah kenaikan arus beban; terutamanya bergantung kepada keuntungan transistor VT1 dan nilai had arus keluaran yang dipilih (lorp). Arus had penstabil ditetapkan dengan memilih perintang R2, rintangan yang menentukan nisbah R2 = (UVD1-UBE VT2) / IE VT2, di mana UBEVT2 = 0,6 V; IE VT2 ialah arus pemancar transistor VT2, yang lebih kurang sama dengan arus asas transistor VT1 (IB VT1). Arus asas transistor VT1 berkaitan dengan arus keluaran penstabil dengan ungkapan IBVT1 = Ioutx/h21E VT1. supaya kita boleh menulis R2 \u1d (UVD0,6-21 V) h1E VTXNUMX / lorp. Untuk memastikan penurunan voltan minimum, pilih Iorp semasa sekurang-kurangnya (2...3)In. Ciri-ciri utama penstabil, diuji dengan diod zener yang berbeza, diberikan dalam jadual. 1.
Untuk semua pilihan: transistor VT1 - siri KT3107 (h21E = 230); transistor VT2 - siri KT3102 (h21E = 200); diod VD2, VD3 - KD103A; Arus penggunaan penstabil (tanpa beban) ialah 8... 10 mA pada Uin = 2Uout; Rout = 2,0 Ohm pada In = 20 mA; Iorp = 60...70 mA; Ikz = 20 mA; Kst ditentukan di Uin = 2Uout. Kejatuhan voltan minimum ΔUmin = Uout - Uout ditentukan seperti berikut (Rajah 10): ukur Uout penstabil pada Uin = 2Uout dan arus beban terkadar (dalam kes ini 20 mA), kemudian Uin dikurangkan kepada Uout dan ukur nilai baharu Uout. Perbezaan antara voltan ini ialah parameter terpenting bagi penstabil ekonomi yang direka untuk beroperasi pada bateri. Dengan pendekatan yang lebih ketat, parameter ini tidak boleh dipanggil penurunan voltan minimum; Definisi ini agak sewenang-wenangnya. Penurunan voltan minimum merentasi penstabil bergantung pada pengurangan voltan keluaran yang dibenarkan, yang boleh berbeza bergantung pada sifat beban, tetapi kaedah yang dicadangkan untuk mengukur ΔUmin adalah lebih mudah dan universal, kerana ia membolehkan anda membandingkan parameter penstabil yang berbeza tanpa mengambil kira keperluan beban tertentu.
Perlu diingatkan bahawa parameter ini sangat bergantung pada arus beban, serta pada tahap had arus keluaran dan kualiti diod zener. Apabila menggunakan diod zener dengan penurunan voltan yang besar di kawasan arus rendah (KS133A, KS139A, KS147A, KS156A), walaupun dengan arus beban kurang daripada 20 mA, adalah tidak mungkin untuk mendapatkan ΔUmin kurang daripada 0,6 V. Dari meja 1 menunjukkan bahawa ciri-ciri penstabil agak biasa-biasa sahaja, terutamanya apabila menstabilkan voltan rendah, dan hampir sepenuhnya bergantung pada parameter sumber voltan rujukan (VS), dibuat dalam bentuk penstabil parametrik mudah (R1VD1). Voltan rujukan dipilih terlalu tinggi, ia sama dengan voltan keluaran penstabil, oleh itu, apabila Uin berkurangan kepada Uout, arus melalui diod zener turun dengan mendadak, yang membawa kepada penurunan voltan pada diod zener dan, sewajarnya, pada output. Arus diod zener, dipilih menggunakan kaedah konvensional, adalah tidak munasabah tinggi berbanding kedua-dua arus asas transistor VT2 dan arus beban, jadi kecekapan penstabil agak rendah. Untuk meningkatkan ciri-ciri penstabil, pertama sekali, adalah perlu untuk meningkatkan parameter ION dengan mengurangkan voltan rujukan dan penggunaan arus; sebagai tambahan, untuk meningkatkan Kst, adalah perlu untuk menstabilkan arus bekalan diod zener. Anda boleh mengurangkan voltan rujukan pada diod zener VD1 dengan meningkatkan penurunan voltan pada diod VD3: bukannya diod silikon, anda perlu menggunakan LED, sebagai contoh, siri AL102 dengan penurunan voltan dalam sambungan langsung kira-kira 1,7 V Di sini Uout penstabil adalah lebih kurang 1,1 V lebih tinggi daripada rujukan. Penggunaan diod zener voltan rendah atau penstabil adalah tidak diingini, kerana ini memburukkan lagi parameter penstabil. Untuk menstabilkan arus yang mengalir melalui diod zener VD1, bukannya perintang R1, anda boleh menggunakan transistor kesan medan (lihat Rajah 6b). Oleh kerana pada Uin = Uout penurunan voltan merentasi penstabil semasa ialah 1,1 V, maka untuk mendapatkan nilai kecil ΔUmin, transistor kesan medan mesti mempunyai Uots < 0.V5 V. Keperluan ini merumitkan pemilihan transistor, kerana kebanyakan jenis transistor kesan medan yang sesuai mempunyai Uots > 1 V (masalah ini hampir tiada dalam bekalan kuasa rangkaian). Jika anda menyambungkan mana-mana diod silikon berkuasa rendah secara bersiri dengan LED siri AL102, maka dengan sedikit kemerosotan dalam parameter anda boleh menggunakan transistor kesan medan dengan Uots sehingga 1,2 V. Dalam kes ini, TKN penstabil beralih ke arah negatif nilai kira-kira 2 mV/°C, dan formula untuk voltan keluaran mengambil bentuk berikut: Uout = UVD1 + 1,7V. Untuk memulakan penstabil dengan pasti, dengan pengurangan arus bekalan diod zener VD1, adalah perlu untuk menyambungkan diod lain secara bersiri dengan diod VD2. Ini disebabkan oleh fakta bahawa pada arus kurang daripada 1 mA, penurunan voltan merentasi diod VD2 (pada saat menghidupkan atau selepas menghapuskan litar pintas) mungkin kurang daripada voltan pemancar asas transistor VT2, yang adalah perlu untuk membukanya dan memulakan penstabil (terutama pada suhu rendah). Jika arus litar pintas ternyata terlalu tinggi, maka salah satu diod ini boleh digantikan dengan diod germanium (siri D9, DZ10, dll.). Versi penstabil yang lebih baik dengan penstabil semasa pada transistor kesan medan KP303B (Uots = 0.B4 V) telah diuji dengan diod zener pelbagai jenis pada dua nilai semasa lVD1. Keputusan berikut diperolehi: Kst = 50...100; ΔUmin tidak lebih daripada 0,14 V pada IH = 20 mA dan tidak lebih daripada 0,20 V pada IH = 30 mA; Rout = 2,0 Ohm; Penggunaan ikon (tiada beban) tidak lebih daripada 0,7 mA; Isk at Uin = 2Uout tidak lebih daripada 50 mA (diod VD2 dan VD3 - KD103A dan Iogr = 65...100 mA). Voltan keluaran pada nilai arus yang berbeza melalui diod zener dan rintangan perintang (R1 ialah perintang dalam litar sumber transistor kesan medan) dibentangkan dalam jadual. 2.
Dengan diod zener voltan rendah KS119A, KS133A, KS139A, KS147A, serta dengan LED, penstabil semasa harus digunakan (lihat Rajah 6, c). Di sini anda boleh menggunakan transistor kesan medan yang lebih biasa dengan Uots > 1 V (Uots hendaklah kurang sedikit daripada voltan penstabilan diod zener VD1 pada arus minimum). Parameter penstabil menggunakan diod zener di atas adalah lebih kurang sama dengan yang sebelumnya, tetapi TKN beralih ke arah nilai positif sebanyak 2...3 mV/°C. Penggunaan diod zener untuk voltan yang lebih tinggi adalah tidak praktikal kerana kemerosotan Kst dan ΔUmin. Sebagai kompromi, pilihan gabungan boleh digunakan (Rajah 11). Untuk menambah baik maklum balas, perintang R1 dengan rintangan sedemikian dimasukkan ke dalam litar sumber transistor VT1 yang, pada arus terpilih diod zener VD1, penurunan voltan 0,5 V dicipta merentasi perintang. Transistor VT1 dipilih daripada keadaan Uots < UstVD1 +0,3 V. Kelemahan litar adalah kuat menyempitkan selang untuk melaraskan voltan keluaran dengan rintangan malar perintang R1, kerana ia adalah perlu bahawa voltan jatuh merentasinya apabila perubahan arus penstabilan adalah dalam 0,3. ..0,9 V.
Parameter pelbagai versi penstabil, direka untuk mengehadkan arus 60...90 mA pada arus beban 20 mA, diberikan dalam jadual. 3. Penggunaan semasa (tiada beban) - tidak lebih daripada 0,7 mA. Arus litar pintas pada Uin = 2Uout - tidak lebih daripada 50 mA. Rintangan perintang R1 adalah sama dengan 24, 12 dan 3,3 kOhm untuk arus bekalan diod zener VD1, sama dengan 20, 40 dan 150 μA, masing-masing. Rangkaian peraturan voltan keluaran yang lebih besar disediakan oleh penstabil yang dipasang menggunakan analog diod zener pada dua (lihat Rajah 7) dan tiga (lihat Rajah B) transistor. Voltan keluaran minimum penstabil ini ialah Uots + 1,6 V. Nilai maksimum (2...3) Uots + 1,6 V dihadkan oleh kemerosotan TKN.
Arus penstabilan (Ist) analog diod zener bergantung pada rintangan perintang R1 (lihat Rajah 7, B) dan voltan masukan. Penstabil diuji untuk arus beban 20 mA dengan pelbagai jenis transistor kesan medan pada voltan keluaran berbeza yang ditetapkan menggunakan perintang boleh ubah 1,0 MΩ dalam litar sumber. Keputusan berikut diperolehi (pada Uin = 2Uout, R1 = 120 kOhm, Ist = 35...70 µA): Iin (tanpa beban) tidak lebih daripada 0,6 mA; Rout = 2,0 Ohm; Ilim = 60...90 mA. Setakat ini, pilihan penstabil telah dipertimbangkan (lihat Rajah 9), hanya mengenai penambahbaikan ion R1VD1, tetapi perlu diperhatikan bahawa walaupun penggunaan diod zener "ideal" tidak membenarkan mencapai Kst lebih daripada 200 ...300 tanpa menambah baik ion kedua - R2VD3. Cara paling mudah untuk menambah baik ialah menggunakan peringkat penguatan tambahan pada transistor VT3 (Rajah 12), yang membolehkan anda mendapatkan Kst dalam 200...500 dengan menambah hanya dua bahagian - perintang dan transistor. Rintangan perintang R3 ditentukan daripada nisbah: R3 = 0,6/lVD4, di mana lVD4 ialah arus terpilih bagi diod zener VD4, yang mestilah sekurang-kurangnya 5...10 kali lebih besar daripada arus asas maksimum transistor VT3 ( IB VT3). Arus asas maksimum ditentukan oleh: IB VT3 = Iк vтз/h21Э = UVD1/R2·h21Э, dengan IKVT3 ialah arus pengumpul maksimum transistor VT3; UVD1 - voltan pada diod zener VD1.
Dalam sumber voltan rujukan R1VD1, anda boleh menggunakan mana-mana diod zener dan stabistor dengan UCT dari 1,5 V hingga lebih kurang Uout - 0,7 V (lebih baik jika Ust - Uout/2). Dalam penstabil kuasa rendah, voltan rendah, pekali penstabilan tertinggi diperoleh apabila menggunakan diod pemancar cahaya kelihatan (VD1). Pekali suhu penstabil voltan terutamanya ditentukan oleh jumlah algebra (dengan mengambil kira tanda) TKN transistor VT3 dan diod zener VD4. TKN persimpangan pemancar asas transistor mempunyai nilai negatif (kira-kira - 2,0 mV/°C), oleh itu, apabila menggunakan diod zener dengan TKN positif (siri D814, KS510A, dsb.), TKN penstabil adalah kurang daripada diod zener. Penggunaan diod zener voltan rendah dengan TKN negatif untuk membina penstabil kuasa rendah dan menjimatkan adalah tidak diingini kerana peningkatan jumlah TKN negatif penstabil, mencecah dalam beberapa kes sehingga -6,0 mV/°C. Perlu diingat bahawa kebanyakan diod zener yang mempunyai TKN kira-kira 0 pada arus lebih daripada 3,0 mA (KS156A, KS162A, KS170A, D818 siri, dll.) dan kurang daripada 0,1 mA mempunyai peningkatan TKN negatif. Penggunaan analog diod zener pada dua transistor dengan maklum balas terbuka (dalam kes ini ia ditutup melalui semua lata penstabil) memungkinkan untuk meningkatkan hampir semua parameter penstabil, walaupun dalam kes menggunakan diod zener VD1 dengan Kst rendah (Rajah 13). Voltan keluaran penstabil boleh dilaraskan oleh perintang R3 dalam julat dari Uotc vt4 + 0,6 hingga 2...3 Uotc vt4. Parameter utama pelbagai versi penstabil (Rajah 13) pada kedudukan berbeza motor R3 perintang boleh ubah (nilai voltan keluaran berbeza), yang menggunakan transistor VT4 - KP302A (Uotc = 1,96 V) dan LED AL102A (VD1) , diberikan dalam Jadual. 6. Daripada transistor siri KT3107 (VT1), transistor KT200V (h837E = 21) digunakan dalam versi penstabil yang lebih berkuasa (arus beban 120 mA). Arus diod Zener VD1 (IVD1) diukur pada UBX = 2Uout.
Penggunaan analog transistor bagi diod zener dan bukannya diod VD3 (lihat Rajah 9) tidak mengecualikan penggunaan serentak cadangan yang diterangkan di atas untuk menambah baik ION R1VD1. Jika anda menggunakan penstabil semasa untuk menghidupkan ION, anda boleh mendapatkan Kst kira-kira 1000 walaupun dengan diod zener KS1ZZA. Dalam kes ini, tidak perlu mengawal arus penstabilan dan menukar voltan pada diod zener VD1, kerana ini mempunyai sedikit kesan pada voltan keluaran penstabil. Untuk mengelakkan pengujaan diri dalam penstabil jenis ini, selalunya cukup untuk memasukkan oksida, dengan kapasiti beberapa puluh mikrofarad, dan seramik, kira-kira 0,1 μF, kapasitor pada output penstabil. Jika ini tidak mencukupi, kapasitor dengan kapasiti beberapa ratus picofarad hingga beberapa puluh nanofarad disambungkan antara pangkalan dan terminal pengumpul transistor VT3 (Rajah 13) (kapasiti minimum yang diperlukan bergantung pada kuasa penstabil). CT dalam penstabil berkuasa bateri sukar digalakkan tanpa peningkatan ketara dalam TKN, kerana turun naik dalam voltan keluaran yang dikaitkan dengan perubahan dalam suhu ambien akan menjadi lebih besar daripada yang dikaitkan dengan perubahan dalam voltan bekalan. Dalam bekalan kuasa rangkaian, adalah dibenarkan untuk menggunakan litar dengan CCT yang besar jika ini ditentukan oleh keperluan untuk mendapatkan riak voltan stabil minimum. Anda boleh meningkatkan pekali penstabilan kepada 1500...3000 dengan menggunakan analog diod zener dengan tiga transistor (Rajah 14).
Beberapa parameter penstabil sedemikian, diuji dengan arus beban 20 mA pada arus had 70...90 mA, diberikan dalam jadual. 7.
Penggunaan semasa - tidak lebih daripada 0,6 mA, Rout. - kira-kira 0,1 Ohm, ΔUmin - tidak lebih daripada 0,14 V. TKN penstabil (Rajah 14) hampir sepenuhnya bergantung pada TKN analog diod zener dan boleh mencapai -1,5 mV/°C. Menggunakan transistor kesan medan dengan voltan potong yang lebih rendah akan meningkatkan TKN sedikit. Apabila voltan rujukan meningkat berbanding UOTC (oleh potensiometer dalam litar sumber), TKN analog diod zener beralih ke arah nilai positif. Keputusan yang sama boleh diperolehi dengan mengurangkan arus melalui transistor kesan medan VT5 dengan meningkatkan jumlah rintangan perintang R4 dan R5. Penstabilan semasa (lihat Rajah 6, b atau 6, c) diod zener VD1 membolehkan anda memperoleh pekali penstabilan lebih daripada 5000. Dengan ketiadaan transistor dengan pekali pemindahan arus yang tinggi, terutamanya dalam penstabil berkuasa, transistor kawalan komposit digunakan. Dalam Rajah. 15 menunjukkan salah satu daripada pilihan ini. Penstabil dengan transistor pengawal selia komposit mempunyai satu ciri. Sekiranya tiada arus beban, arus yang digunakan olehnya boleh diabaikan; pada arus beban yang hampir kepada maksimum, ia hampir tidak berbeza dengan penggunaan semasa pengubahsuaian penstabil sebelumnya.
Contohnya, varian penstabil berkuasa dengan transistor pengawal selia KT837V (h21E = 120): Kst = = 300...500, Rout. = 0,1 Ohm, Uout. = 6,4 V, Ilim = 1,9 A; dengan voltan masukan 12 V semasa melahu, ia menggunakan arus tidak lebih daripada 300 μA. Pada arus beban 1,0 A, penggunaan semasa meningkat kepada 30 mA. Satu varian penstabil kuasa rendah dengan arus had 80 mA (Kst = 500...700, Rout = 1 Ohm), menggunakan tidak lebih daripada 60 μA semasa melahu. Pada arus beban 25 mA, penggunaan semasa meningkat kepada 400 μA. Dalam jadual 6 menunjukkan beberapa parameter lain bagi dua pilihan penstabil.
Ini tidak mengehadkan semua pilihan untuk memodenkan penstabil yang diambil sebagai asas (lihat Rajah 9) untuk meningkatkan kecekapan dan menambah baik parameter lain. Khususnya, dalam beberapa kes, untuk mengurangkan ΔUmin, adalah berguna untuk menggunakan sambungan selari beberapa transistor dengan perintang penyamaan semasa dalam litar asas dan bukannya satu transistor pengawal selia. Menggunakan ION arus mikro, jenis penstabil lain boleh dinaik taraf dengan jayanya. Jadual ciri penstabil yang diberikan dalam artikel bukanlah contoh pengiraan optimum dan jaminan keputusan kebetulan lengkap apabila diulang disebabkan oleh serakan yang kuat dalam parameter diod zener dan transistor kesan medan. Jadual ini berguna untuk menganalisis arah aliran umum dalam pembangunan penstabil dan boleh menjadi asas untuk pemilihannya. Pelbagai pilihan penstabil direka untuk arus beban 20 mA untuk perbandingan mudah parameter utama. Atas sebab yang sama, kebanyakan parameter diukur pada UBX = 2U keluar. Jika perlu, penstabil boleh ditukar kepada arus beban yang berbeza. Sebagai contoh, dalam jadual. 6 dan 8 menunjukkan parameter untuk membina penstabil untuk arus beban 2,5, 200 mA dan 0,5 A. Oleh kerana rajah litar yang diberikan dalam artikel itu agak universal, ia, serta dalam jadual, mungkin tidak mengandungi maklumat khusus mengenai sebarang unsur. . Dalam kes ini, mereka dipilih atau dikira secara bebas, dipandu oleh peraturan umum dan cadangan yang terkandung dalam artikel.
Untuk meningkatkan prestasi penstabil pada suhu tinggi atau apabila menggunakan transistor dengan arus pengumpul songsang yang meningkat, kami mengesyorkan menyambungkan perintang dengan rintangan beberapa unit kepada beberapa puluh kilo-ohm antara pemancar dan pangkalan transistor pengawal selia, bergantung kepada kuasa penstabil. Walaupun fakta bahawa artikel itu menerangkan penstabil yang mendakwa sebagai menjimatkan, nilai kecekapan khusus tidak diberikan di mana-mana, kerana parameter ini bergantung pada nisbah spesifik voltan input dan output dan berbeza-beza secara meluas, meningkat sebagai voltan pada terminal bateri sel berkurang. Kesusasteraan
Pengarang: V.Andreev, Togliatti
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Doktor mestilah dalam keadaan fizikal yang baik ▪ AMD akan menggabungkan seni bina x86 dan ARM dalam satu pemproses ▪ opossum yang diubah suai secara genetik ▪ Telefon pintar lasak Oukitel WP21
▪ bahagian laman web Bagi mereka yang suka melancong - petua untuk pelancong. Pemilihan artikel ▪ artikel oleh Daniel Defoe. Kata-kata mutiara yang terkenal ▪ artikel Apakah buruh Sisyphean? Jawapan terperinci ▪ pasal pisau. Petua pelancong ▪ artikel Papan litar bercetak - ianya mudah! Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini