Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Выбор стабилитрона

Чтобы подобрать стабилитрон для схемы, показанной на рис. 3, нужно знать диапазон входных напряжений U1 и диапазон изменения нагрузки RН.

Рис. 3. Схема включения стабилитрона.

Для примера рассчитаем сопротивление R и подберём стабилитрон для схемы на рис. 3 со следующими требованиями:

Диапазон входных напряжений, ВU111…15
Выходное напряжение, ВU29
Диапазон нагрузок, мАIН50…100

Такая схема может потребоваться, например, для питания какого-либо устройства с небольшим потреблением от бортовой сети автомобиля.

Один из посетителей сайта нашёл в этой статье ошибку, за что я ему благодарен. Сейчас эта статья исправлена и содержит правильные расчёты.

Итак, для начала рассчитаем значение сопротивления R.

Минимальное напряжение на входе равно 11 В. При таком напряжении мы должны обеспечить ток на нагрузке не менее 100 мА (или 0,1 А). Закон Ома позволяет определить сопротивление резистора:

RЦ = U1МИН / IН.МАКС = 11 / 0,1 = 110 Ом
То есть цепь для обеспечения заданного тока на нагрузке должна иметь сопротивление не более 110 Ом.

На стабилитроне падает напряжение 9 В (в нашем случае). Тогда при токе 0,1 А эквивалент нагрузки:

RЭ = U2 / IН.МАКС = 9 / 0,1 = 90 Ом
Тогда, для того чтобы обеспечить на нагрузке ток 0,1 А, гасящий резистор должен иметь сопротивление:
R = RЦ – RЭ = 110 – 90 = 20 Ом
С учётом того, что сам стабилитрон тоже потребляет ток, можно выбрать несколько меньшее сопротивление из стандартного ряда Е24 статью о резисторах). Но, так как стабилитрон потребляет небольшой ток, этим значением в большинстве случаев можно пренебречь.

Теперь определим максимальный ток через стабилитрон при максимальном входном напряжении и отключенной нагрузке. Расчёт нужно выполнять именно при отключенной нагрузке, так как даже если у вас нагрузка будет всегда подключена, нельзя исключить вероятность того, что какой-нибудь проводок отпаяется и нагрузка отключится.

Итак, вычислим падение напряжения на резисторе R при максимальном входном напряжении:

UR.МАКС = U1МАКС – U2 = 15 – 9 = 6 В
А теперь определим ток через резистор R из того же закона Ома:
IR.МАКС = UR.МАКС / R = 6 / 20 = 0,3 А = 300 мА
Так как резистор R и стабилитрон VD включены последовательно, то максимальный ток через резистор будет равен максимальному току через стабилитрон (при отключенной нагрузке), то есть
IR.МАКС = IVD.МАКС = 0,3 А = 300 мА
Нужно ещё рассчитать мощность рассеивания резистора R. Но здесь это мы делать не будем, поскольку данная тема подробно описана в статье Резисторы.

А вот мощность рассеяния стабилитрона рассчитаем:

PМАКС = IVD. МАКС * UСТ = 0,3 * 9 = 2,7 Вт = 2700 мВт
Мощность рассеяния – очень важный параметр, который часто забывают учесть. Если окажется, что мощность рассеяния на стабилитроне превысит максимально допустимую, то это приведёт к перегреву стабилитрона и выходу его из строя. Хотя при этом ток может быть в пределах нормы. Поэтому мощность рассеяния как для гасящего резистора R, так и для стабилитрона VD нужно всегда рассчитывать.

Осталось подобрать стабилитрон по полученным параметрам:

UСТ = 9 В – номинальное напряжение стабилизации

IСТ.МАКС = 300 мА – максимально допустимый ток через стабилитрон
РМАКС = 2700 мВт – мощность рассеяния стабилитрона при IСТ.МАКС

По этим параметрам в справочнике находим подходящий стабилитрон. Для наших целей подойдёт, например, стабилитрон Д815В.

Надо сказать, что этот расчет довольно грубый, так как он не учитывает некоторые параметры, такие, например, как температурные погрешности. Однако в большинстве практических случаев описанный здесь способ подбора стабилитрона вполне подходит.

Стабилитроны серии Д815 имеют разброс напряжений стабилизации. Например, диапазон напряжений Д815В – 7,4…9,1 В. Поэтому, если нужно получить точное напряжение на нагрузке (например, ровно 9 В), то придётся опытным путём подобрать стабилитрон из партии нескольких однотипных. Если нет желания возиться с подбором «методом тыка», то можно выбрать стабилитроны другой серии, например серии КС190. Правда, для нашего случая они не подойдут, поскольку имеют мощность рассеивания не более 150 мВт. Для повышения выходной мощности стабилизатора напряжения можно использовать транзистор. Но об этом как-нибудь в другой раз…

И ещё. В нашем случае получилась довольная большая мощность рассеивания стабилитрона. И хотя по характеристикам для Д815В максимальная мощность 8000 мВт, рекомендуется устанавливать стабилитрон на радиатор, особенно если он работает в сложных условиях (высокая температура окружающей среды, плохая вентиляция и т. п.).

Если необходимо, то ниже вы можете выполнить описанные выше рассчёты для вашего случая

ПараметрЗначение
Единица измерения
Минимальное входное напряжение, U1МИН = В
Максимальное входное напряжение, U1МАКС = В
Выходное напряжение, U2 = В
Минимальный ток нагрузки, IН.МИН = мА
Максимальный ток нагрузки, IН.МАКС = мА
Сопротивление резистора, Ом, R =
Максимальный ток через стабилитрон, IVD. МАКС
=
мА
Мощность рассеяния R, PR >= мВт
Мощность рассеяния VD, PVD >= мВт

Схемы и онлайн расчёт элементов регулируемых стабилизаторов напряжения

Онлайн расчёт элементов схем линейных стабилизаторов с фиксированным и
регулируемым выходным напряжением.

Для поддержания стабильной работы и сохранения заявленных параметров электрооборудования его питание в большинстве случаев должно осуществляться постоянным и неподконтрольным никаким внешним воздействиям напряжением. Как правило, эта функция возлагается на устройства, называемые стабилизатором напряжения.


Стабилизатор напряжения – это преобразователь электрической энергии, предназначенный для поддержания уровня выходного напряжения в заданных пределах при изменениях следующих величин: входного напряжения, сопротивления нагрузки, а также в идеале – температуры и иных внешних воздействий.

Ещё не так давно подобные узлы строились на стабилитронах и транзисторах, однако с появлением специализированных микросхем, необходимость в самостоятельном конструировании подобных схем скоротечно отпочковалась, ввиду очевидной простоты реализации стабилизаторов, выполненных на интегральных микросхемах. А зря!

Там, где значения коэффициента стабилизации Кст допустимо исчислять десятками, а не сотнями-тысячами, простейший параметрический стабилизатор не только имеет право на существование, но и выигрывает у своих интегральных собратьев по такому важному параметру, как чистота выходного напряжения и отсутствие импульсных помех в момент резкого изменения тока нагрузки.


Давайте рассмотрим такие простейшие устройства стабилизаторов напряжения.

Рис.1 а) Простейшая схема     б) С эмиттерным повторителем     в) С регулируемым вых. напряжением

Схема стабилизатора напряжения, приведённая на Рис.1 а), используется в основном с устройствами, через которые не протекает существенных токов. От номинала резистора Rст зависит величина тока Iвх, протекающего как через стабилитрон, так и через нагрузку. Величина этого тока рассчитывается по формуле: Rст = (Uвх – Uст)/ Iвх,
а Iвх должен удовлетворять условию

Iвх ≥ Iн. макс + Iст. мин, где Iн. макс – максимальный ток в нагрузке при заданном выходном напряжении, а Iст. мин – минимальный ток стабилизации стабилитрона, указанный в характеристиках полупроводника. В стабилитронах отечественных производителей параметр Iст. мин, как правило, задан в явном виде, у зарубежных может быть не указан вообще. Куда податься бедному еврею? Я бы рекомендовал в этом случае ориентироваться на значение тока из datasheet-ов “Izk” (значение при котором стабилитрон обладает максимальным импедансом) и увеличить эту величину в 2…3 раза. Хотя, по большому счёту, оптимальным (с точки зрения достижения максимальных параметров) током для стабилитрона является тестовый ток, при котором измеряются основные характеристики полупроводника.

Для наиболее эффективного выполнения своих задач стабилитрону довольно важно, чтобы мощность нагрузки не превышала мощности, рассеиваемой на полупроводнике. Поэтому если возникает потребность стабилизации напряжения в нагрузках, потребляющих значительную мощность, используется дополнительный усилитель тока – эмиттерный повторитель (Рис. 1 б)). В этом случае нагрузкой для стабилитрона является входное сопротивление повторителя Rвх ≈ Rн x (1 + β), т.е. ток нагрузки можно увеличить в β раз. Тут важно учитывать падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора, в связи с чем напряжение на выходе стабилизатора будет на 0,6…0,7 В (на 1,2…1,4 В для составного транзистора) меньше напряжения стабилизации стабилитрона .

Установив параллельно стабилитрону переменный резистор (Рис.1 в)), возникает возможность изменять напряжение стабилизации в нагрузке от нуля почти до максимального значения напряжения стабилизации стабилитрона (за вычетом падения напряжения Uбэ на переходе транзистора). Естественно, что ток, протекающий через переменник, также необходимо учитывать, задаваясь его значением – не меньшим, чем входной ток эмиттерного повторителя.
Сдобрим пройденный материал калькулятором.

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ ЛИНЕЙНОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Схемы компенсационных линейных стабилизаторов являются основой большинства интегральных микросхем, выполняющих функцию стабилизации напряжений и токов, и в простейшем виде могут быть выполнены на стабилитроне и паре транзисторов (Рис.2).

Рис.2 Схемы компенсационных линейных стабилизаторов напряжения

Здесь стабилитрон является источником опорного напряжения, а транзистор Т2 – устройством сравнения выходного напряжения, поступающего через резистивный делитель на его базу, с опорным значением напряжения на его эмиттере. Повысилось выходное напряжение, а вместе с ним напряжение на базе Т2, транзистор приоткрывается и притягивает напряжение на базе регулирующего транзистора Т1 к минусовой (земляной) шине, тем самым, уменьшая напряжение на его эмиттере, а соответственно и на выходе схемы. Снизилось выходное напряжение – всё то же самое, только наоборот. Компенсационные стабилизаторы на транзисторах имеют более высокий коэффициент стабилизации по сравнению с устройствами, представленными на Рис.1, но в связи наличием обратной связи имеют и свои недостатки.
В связи с этим подробно останавливаться на них мы не будем, а перейдём сразу к интегральным стабилизаторам, имеющим похожий принцип действия, но значительно более сложным по структуре, обладающих более высокими характеристиками и при этом – очень простых и удобных в реализации.

Существует два типа подобных интегральных микросхем: регулируемые стабилизаторы напряжения и стабилизаторы с фиксированным значением выходного напряжения. Во втором случае схема стабилизатора приобретает неприлично примитивный вид, незаслуживающий какого-то серьёзного обсуждения.
В случае же стабилизаторов с регулируемым выходным напряжением, схема всё ещё остаётся достаточно простой, но требует некоторых умственных манипуляций, связанных с расчётом резистивного делителя для получения требуемого выходного напряжения.

Типовая схема включения большинства регулируемых микросхем приведена на Рис.3.


Рис.3

Формула для расчёта выходного напряжения имеет вид Vout = Vref x (1+R2/R1) + Iadj x R2,
причём номинал сопротивления R1, как правило, задаётся производителем микросхемы для достижения наилучших параметров выходных характеристик.

Отдельные бойцы для снижения пульсаций ставят дополнительные электролиты значительных величин параллельно резистору R2. Оно, конечно, бойцы эти герои, но зачем же стулья ломать?
Любое резкое увеличение тока нагрузки, приводящее к снижению выходного напряжения, не сможет моментально отработаться схемой автоматической регулировки из-за задержки в цепи обратной связи, обусловленной данным конденсатором, а это в значительной степени снизит быстродействие устройства.
И если для статических нагрузок параметр быстродействия стабилизатора по барабану, то для динамических (к примеру, таких как УНЧ) – очень даже немаловажен. Поэтому – либо эти электролиты вообще не нужны, либо (если их настоятельно рекомендует Datasheet) ставить конденсаторы небольших номиналов в строгом соответствии с рекомендациями производителя.

Для начала – справочная таблица с основными техническими характеристиками наиболее часто используемых интегральных стабилизаторов с регулировкой выходного напряжения.

Приведённая ниже таблица позволяет рассчитать номиналы резисторов делителя некоторых популярных типов микросхем регулируемых стабилизаторов, представленных разными производителями.

ТАБЛИЦА РАСЧЁТА ЭЛЕМЕНТОВ МИКРОСХЕМ – СТАБИЛИЗАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ


Если не хотите, чтобы вдруг “раздался мощный пук” – послеживайте за полярностью включения конденсатора С2. Она должна совпадать с полярностью входного (выходного) напряжения.

Отдельно хочу остановиться на МИКРОМОЩНЫХ СТАБИЛИЗАТОРАХ С МАЛЫМ СОБСТВЕННЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ.

Такого рода стабилизаторы окажутся совсем не лишними в хозяйстве, так как смогут обеспечить такой важнейший показатель радиоэлектронной аппаратуры с автономным питанием, как экономичность входящих в её состав узлов.

Здесь выбор интегральных микросхем заметно беднее, а цены, как правило, заметно ощутимей, чем на аналоги со стандартным потреблением, поэтому начну я с простой, но проверенной временем схемы на дискретных элементах.


Рис.2

Чем хорош КТ315 в данном включении?
На обратно смещённом переходе КТ315 при напряжении 6 – 7,5В, в зависимости от экземпляра транзистора, возникает электрический (не побоюсь этого слова) пробой, что позволяет использовать его в качестве стабилитрона на эту-же самую величину напряжения пробоя. При этом транзистор в таком включении, в отличие от многих промышленных стабилитронов, хорошо работает и при малых токах стабилизации, порядка 100 мкА.

Из относительно гуманных по цене интегральных стабилизаторов с малым собственным потреблением, могу порекомендовать LP2950, LP2951, LM2931, LM2936 и им подобные.

 

  Тип  U вх макс 
   В
І вых макс 
   А
І вых мин 
  мА
U вых мин 
   В
U вых макс 
   В
  КР142ЕН11  -40    1,5    10   -1,2   -37 
  КР142ЕН12   40    1,5    10    1,2    37 
  КР142ЕН18  -40    1,5    10   -1,2   -37 
  КР142ЕН22   35    5    10    1,25    34 
  КР142ЕН22А   35    7,5    10    1,25    34 
  КР142ЕН22Б   35    10    10    1,25    34 
  LT1083   35    7,5    10    1,2    34 
  LT1084   35    5    10    1,2    34 
  LT1085   35    3    10    1,2    34 
  LM117   40    1,5    5    1,2    37 
  LM137  -40    1,5    10   -1,2   -37 
  LM138   35    5    10    1,2    32 
  LM150   35    5    10    1,2    33 
  LM217   40    1,5    5    1,2    37 
  LM317   40    1,5    5    1,2    37 
  LM317LZ   40    0,1    5    1,2    37 
  LM337  -40    1,5    10   -1,2   -37 
  LM337LZ  -40    0,1    10   -1,2   -37 
  LM338   35    5    10    1,2    32 
  LM350   35    3    10    1,2    33 
  TL783   126    0,7    0,1    1,25    125 

8. Полупроводниковый стабилитрон. Как работает, расчет простейшей схемы стабилизации на стабилитроне.

 Полупроводниковый стабилитрон (он же диод Зенера) – это тот же полупроводниковый диод, в котором происходит контролируемый механизм пробоя при обратном смещении диода. До момента пробоя, через обратносмещенный диод протекают незначительные токи (микроамперы). При наступлении пробоя, ток через обратносмещенный диод резко и на порядки возрастает. Вся прелесть в том, что при этом напряжение на стабилитроне меняется очень незначительно (по сравнению с током). Это и позволяет его использовать в схемах, где требуется стабильное напряжение, независящее от колебаний источника питания, но об этом позже. Так выглядит условное графическое изображение на схеме:

На рисунке подписаны выводы стабилитрона. Собственно говоря, названия выводов такие же как и у диода, поскольку, по сути это один и тот же элемент.

 Для того чтобы в стабилитроне произошел пробой, требуется просто повышать на нем напряжение до тех пор, пока ток через него резко не возрастет. Напряжение, при котором происходит резкое увеличение тока через стабилитрон называется напряжением стабилизации. На данный момент существует огромное количество стабилитронов с напряжением стабилизации от единиц до сотен Вольт, причем, напряжение до 6,7 Вольт осуществляется с помощью эффекта туннельного пробоя, всё что выше – с помощью лавинного пробоя. Кто хочет вникнуть в дебри процессов, протекающих в стабилитроне, тому следует пройти по ссылке на статью в Википедии. А здесь будет речь идти о том, как с ним работать.

 Для того чтобы идти дальше, нужно показать ВАХ стабилитрона:

Этот график не совсем похож на те, что обычно рисуют в учебниках, поскольку, данная ВАХ снята в симуляторе эл. цепей, где можно еще и обозначить точки.

 Итак, для снятия ВАХ использовался стабилитрон с напряжением стабилизации (можно сказать с напряжением пробоя) равным 5,6 Вольт. Сама кривая стабилитрона обозначена коричневым цветом. Для наглядности, курсор синего цвета выставлен на начало координат (0).

Далее, перемещаем курсор красного цвета левее на начало резкого увеличения обратного тока, и видим, что напряжение составило 5,61 Вольт, при этом ток равен 5,82 миллиампер (имеется ввиду по модулю). Далее, напряжение слабо меняется по сравнению с током, в этом и есть вся прелесть данного элемента. Кстати, если посмотреть на правую часть графика, то видно, что при превышении прямого напряжения равного ≈ 0,65 Вольт, прямой ток начинает резко увеличиваться. Это говорит о том, что при прямом смещении наш элемент работает как диод. Это и не мудрено, поскольку это один и тот же  p-n переход, просто чтобы   использовать его в качестве диода, технологически делают так, чтобы обратное напряжение пробоя в нем было как можно больше (до 1000 Вольт для сетевого напряжения ), чтобы он при обратном смещении не пробился и не нарушил работу схемы, например, мостового выпрямителя для сетевого напряжения, где амплитудное значение доходит до ≈ 310 Вольт. Если поставленнаяя цель – использование пробоя в обратносмещенном p-n переходе для стабилизации напряжения, тогда технологически делают так, что обратное напряжение пробоя p-n перехода наступает при относительно малых напряжениях.

 Теперь разберемся, как же с ним работать. Во-первых, есть важное правило. Ток через стабилитрон нужно ограничивать, иначе, он просто сгорит. Делать это можно, например, с помощью резистора. Для того чтобы рассчитать его номинал, следует узнать минимальный рабочий ток стабилитрона, который можно посмотреть по даташиту на данный стабилитрон. Как правило, он начинается с 5 миллиампер. максимальный ток через стабилитрон также в нем указан. Дальше, нужно узнать, какой ток потребляет наша схема. В итоге, формула для расчета резистора, ограничивающего ток через стабилитрон имеет следующий вид:

Rогр = (U пит-Uстаб)/(Icтаб+Iнагр),

где Rогр – резистор, ограничивающий ток через стабилитрон, U пит – напряжение питания схемы, Uстаб – напряжение пробоя стабилитрона, Icтаб – ток, проходящий через стабилитрон, Iнагр – ток нагрузки. Итак, допустим что нам нужно рассчитать R огр исходя из известных величин:

Uстаб = 5,6 Вольт;

Iнагр 10 миллиампер.

Еще один важный момент. В итоге, Rогр должен быть таким, чтобы полученный ток через стабилитрон был больше или равен минимальному току стабилизации, указанному в даташите на стабилитрон. Теперь посчитаем. Поскольку ток нагрузки у нас равен 10 миллиампер, то ток через стабилитрон у нас должен быть в нашем случае больше или равен 5 миллиампер (это минимальный ток стабилизации стабилитрона, который будет использоваться дальше в симуляции для проверки). Возьмем, например Icтаб=20 миллиампер. Теперь все подставляем в формулу и рассчитываем:

                                                           Rогр = (12-5,6)/(0,02+0,01)=213,3 (Ом)

Соберем схему в симуляторе и проверим наши расчеты:

Для того чтобы обеспечить величину тока нагрузки для этой схемы, подключен резистор R2 с таким номиналом, что ток нагрузки практически равен 10 миллиампер. Величина резистора нагрузки рассчитывается легко с помощью закона Ома, зная величину напряжения на стабилитроне и требуемый ток нагрузки. Амперметр AM1 измеряет ток через ограничивающий резистор, АМ2 – через стабилитрон, АМ3 – это ток нагрузки. Как видно, результаты практически совпали. В идеале, ток через стабилитрон немного меньше расчетного потому что напряжение измеренное на стабилитроне с помощью вольтметра VM1 составило не 5, 6 Вольт, а 5,71 Вольт. Это связано стем, что это напряжение все-таки немного зависит от протекаемого тока через стабилитрон и увеличивается по мере увеличения этого тока. Чем меньше напряжение будет зависеть от протекаемого тока, тем лучше для нашей нагрузки. Для практических расчетов вышеприведенной формулы вполне хватает.

  Величину изменения напряжения стабилизации от протекаемого тока охарактеризовывает его дифференциальное сопротивление, о котором ранее было описано тут. Этот параметр обычно тоже указывают в даташите. Давайте теперь подключим последовательно с источником питания какой нибудь синусоидальный сигнал амплитудой 1 Вольт и частотой 50 Гц и посмотрим, как это отразится на выходном напряжении стабилитрона. Это собранная схема для испытаний:

Здесь вывод VF1 подключен для измерения величины амплитуды на генераторе. А это график напряжений, полученный с выводов VF1 и VM1:

Как видно, полный размах пульсирующего напряжения на входе схемы достигает 2 Вольт, а на выходе стабилитрона этих пульсаций практически не видно, значит, что он отлично справляется с поставленной задачей.

Расчет стабилизатора


Расчет стабилизатора

  Для получения более постоянного напряжения на нагрузке при изменении потребляемого тока к выходу выпрямителя подключают стабилизатор, который может быть выполнен по схеме, приведенной на рис. 1. В таком устройстве работают стабилитрон V5 и регулирующий транзистор V6. Расчет позволит выбрать все элементы стабилизатора, исходя из заданного выходного напряжения Uн и максимального тока нагрузки Iн. Однако оба эти параметра не должны превышать параметры уже рассчитанного выпрямителя. А если это условие нарушается, тогда сначала рассчитывают стабилизатор, а затем – выпрямитель и трансформатор питания. Расчет стабилизатора ведут в следующем порядке.

1. Определяют необходимое для работы стабилизатора входное напряжение (Uвып) при заданном выходном (Uн):

Uвып = Uн + 3,

Здесь цифра 3, характеризующая минимальное напряжение между коллектором и эмиттером транзистора, взята в расчете на использование как кремниевых, так и германиевых транзисторов. Если стабилизатор будет подключаться к готовому или уже рассчитанному выпрямителю, в дальнейших расчетах необходимо использовать реальное значение выпрямленного напряжения Uвып.

2. Рассчитывают максимально рассеиваемую транзистором мощность:

Рmах = 1,3 (Uвып – Uн) Iн,

3. Выбирают регулирующий транзистор. Его предельно допустимая рассеиваемая мощность должна быть больше значения Рmax, предельно допустимое напряжение между эмиттером и коллектором – больше Uвып, а максимально допустимый ток коллектора – больше Iн.

4. Определяют максимальный ток базы регулирующего транзистора:

Iб.макс = Iн / h21Э min,

где: h21Эmin – минимальный коэффициент передачи тока выбранного (по справочнику) транзистора..

5. Подбирают подходящий стабилитрон. Его напряжение стабилизации должно быть равно выходному напряжению стабилизатора, а значение максимального тока стабилизации превышать максимальный ток базы Iб max.

6. Подсчитывают сопротивление резистора R1:

R1 = (Uвып – Uст) / (Iб max + Iст min),

Здесь R1 – сопротивление резистора R1, Ом;
Uст – напряжение стабилизации стабилитрона, В;
Iб. max – вычисленное значение максимального тока базы транзистора, мА;
Iст.min – минимальный ток стабилизации для данного стабилитрона, указанный в справочнике (обычно 3…5 мА).
.

7. Определяют мощность рассеяния резистора R1:

PR1 = (Uвып – Uст)2 / R1,

  Может случиться, что маломощный стабилитрон не подойдет по максимальному току стабилизации и придется выбирать стабилитрон значительно большей мощности – такое случается при больших токах потребления и использовании транзистора с малым коэффициентом h21Э. В таком случае целесообразно ввести в стабилизатор дополнительный транзистор V7 малой мощности (рис. 2), который позволит снизить максимальный ток нагрузки для стабилитрона (а значит, и ток стабилизации) примерно в h21Э раз и применить, соответственно, маломощный стабилитрон.

  В приведенных здесь расчетах отсутствует поправка на изменение сетевого напряжения, а также опущены некоторые другие уточнения, усложняющие расчеты. Проще испытать собранный стабилизатор в действии, изменяя его входное напряжение (или сетевое) на ± 10 % и точнее подобрать резистор R1 по наибольшей стабильности выходного напряжения при максимальном токе нагрузки.
Источник: shems.h2.ru

параметрический стабилизатор напряжения

читать далее…

2. Зададим минимальный рабочий ток стабилитрона Iст min р = 5мА и найдем соответствующее ему максимально возможное напряжение стабилитрона:
U′ст max = Uст max – ΔI′ст*rд = 6,16 – (10 – 5)*10‾³*7 = 6,125В.
3. Зададим максимальный рабочий ток стабилитрона Iст mах р = 50мА и найдем соответствующее ему максимально возможное напряжение стабилитрона:
U′ст min = Uст min + ΔI′′ст*rд = 5.04 + (50 – 10)*10‾³*7 = 5.32В.
4. Значение номинального входного напряжения Uвх ном и Rб найдем из выражения (1) и (2) – (см. выше):

Здесь надо учесть, что минимальное значение нагрузки будет при максимальном потреблении тока, т.е. Rн min = Uвых/Iст max р = 5,6B/0.015mA = 373.333 Ом; максимальное значение нагрузки будет при минимальном потреблении тока, т.е. Rн max =Uвых/Iст min р = 5.6B/0.005mA = 1120 Ом.
Выразим Rб из каждого уравнения. Получим:

 

Теперь немного математики.

Поскольку левые части уравнений – это одно и то же, значит и правые равны между собою, т.е.

Подставив известные значения, получим:

Далее получаем: (0,8*Uвх ном- 6,125)*0,055 = (1,15*Uвх ном- 3,52)*0,0214. Раскрывая скобки, получим: 0,044*Uвх ном – 0,337 = 0,0246*Uвх ном – 0,114. Откуда 0,0194*Uвх ном= 0,223. Находим Uвх ном = 11,5В. Далее возвращаемся на три формулы выше и находим по любому нам понравившемуся из двух уравнений значение Rб. Оно будет около 143Ом. Выбираем ближайшее стандартное значение сопротивления, т.е. 150Ом.
5. Минимальное и максимальное входное напряжение при заданной в условии погрешности равно: Uвх max = 1.15*Uвх ном = 1,15*11,5 = 13,2В и Uвх min = 1.15*Uвх ном = 0,8*11,5 = 9,2В
6. Для найденных Uвх min и Uвх max при нагрузке от Rн min = 373,333Ом до Rн max = 1120 Ом и заданном выходном напряжении Uвых = 5,6В определим реальные токи стабилизации Iст max и Iст min :


Полученные значения лежат в рабочем диапазоне токов выбранного стабилитрона.
7. Найдем коэффициент стабилизации стабилитрона согласно выражения, оговоренного выше, а именно: Кст = (ΔUвх/Uвх) / (ΔUвых/Uвых) = Uвых*Rб/Uвх*rд, где Uвх = (Uвх max + Uвх min)/2

Стандартная величина коэффициента стабилизации параметрического стабилизатора лежит в пределах Кст = 10…30. Для получения коэффициента стабилизации напряжения с коэффициентом до 1000 и более применяют компенсационные стабилизаторы.

Расчет стабилизатора напряжения на транзисторе и стабилитроне

Приведена техника упрощенного расчета параметрического стабилизатора напряжения на транзисторах. Схема простейшего параметрического стабилизатора на стабилитроне и резисторе показана на рисунке 1.

Простой параметрический стабилизатор напряжения

Входное напряжение Uвх должно быть существенно выше напряжения стабилизации стабилитрона VD1. А чтобы стабилитрон не вышел из строя ток через него ограничен постоянным резистором R1. Выходное напряжение Uвых будет равно напряжению стабилизации стабилитрона, а с выходным током ситуация сложнее.

Дело в том, что у каждого стабилитрона есть некий диапазон рабочего тока через него, например, минимальный ток стабилизации 5 mA, а максимальный 25 mA. Если мы подключаем на выходе такого стабилизатора нагрузку, то часть тока начинает протекать через неё.

И величина максимального значения этого тока будет зависеть и от сопротивления R1 и от минимального тока стабилизации стабилитрона, – максимальный ток нагрузки будет уменьшен на минимальный ток стабилизации стабилитрона. То есть, получается, что чем меньше сопротивление R1, тем больший ток можно отдать в нагрузку. В то же время, ток через R1 не должен быть больше максимального тока стабилизации стабилитрона.

Рис. 1. Схема простейшего параметрического стабилизатора на стабилитроне и резисторе.

Так как, во-первых, стабилитрону необходим некий запас на поддержания напряжения на выходе стабильным, а во-вторых, стабилитрон может выйти из строя при превышении максимального тока стабилизации, что может при отключении нагрузки или её работе на режиме с низким током потребления.

Стабилизатор по такой схеме очень не эффективен и годится для питания только цепей, потребляющих ток не более максимального тока стабилитрона. Поэтому стабилизаторы по схеме на рис.1 используются только в схемах с небольшим током нагрузки.

Стабилизатор напряжения с применением транзистора

Если нужно обеспечить более-менее значительный ток нагрузки и снизить его влияние на стабильность нужно усилить выходной ток стабилизатора при помощи транзистора, включенного по схеме эмиттерного повторителя (рис.2).

Рис. 2. Схема параметрического стабилизатора напряжения на одном транзисторе.

Максимальный ток нагрузки данного стабилизатора определяется по формуле:

Ін = (Іст – Іст.мин)*h31э.

где Іст. – средний ток стабилизации используемого стабилитрона, h31э – коэффициент передачи тока базы транзистора VT1.

Например, если использовать стабилитрон КС212Ж (средний ток стабилизации = (0,013-0,0001 )/2 = 0,00645А), транзистор КТ815А с h31 э – 40) мы сможем получить от стабилизатора по схеме на рис.2 ток не более: (0,006645-0,0001)40 = 0,254 А.

К тому же, при расчетах выходного напряжения нужно учитывать, что оно будет на 0,65V ниже напряжения стабилизации стабилитрона, потому что на кремниевом транзисторе падает около 0,6-0,7V (примерно берут 0,65V).

Попробуем рассчитать стабилизатор по схеме на рисунке 2.

Возьмем такие исходные данные:

  • Входное напряжение Uвх = 15V,
  • выходное напряжение Uвых = 12V,
  • максимальный ток через нагрузку Ін = 0,5А.

Возникает вопрос, что выбрать – стабилитрон с большим средним током или транзистор с большим h31э?

Если у нас есть транзистор КТ815А с h31э = 40, то, следуя формуле Ін = (Іст -Іст.мин)h31э, нам потребуется стабилитрон с разницей среднего тока и минимального 0,0125А. По напряжению он должен быть на 0,65V больше выходного напряжения, то есть 12,65V. Попробуем подобрать по справочнику.

Вот, например, стабилитрон КС512А, напряжение стабилизации у него 12V, минимальный ток 1 мА, максимальный ток 67 мА. То есть средний ток 0,033А. В общем подходит, но выходное напряжение будет не 12V, а 11,35V.

Нам же нужно 12V. Остается либо искать стабилитрон на 12,65V, либо компенсировать недостаток напряжения кремниевым диодом, включив его последовательно стабилитрону как показано на рисунке 3.

Рис.3. Принципиальная схема параметрического стабилизатора напряжения, дополненного диодом.

Теперь вычисляем сопротивление R1:

R = (15 -12) / 0,0125А = 160 Ом.

Несколько слов о выборе транзистора по мощности и максимальному току коллекто-ра. Максимальный ток коллектора Ік.макс. должен быть не менее максимального тока нагрузки. То есть в нашем случае, не менее 0,5А.

А мощность должна не превышать максимально допустимую. Рассчитать мощность, которая будет рассеиваться на транзисторе можно по следующей формуле:

Р=(Uвх – Uвых) * Івых.

В нашем случае, Р= (15-12)*0,5=1,5W.

Таким образом, Ік.макс. транзистора должен быть не менее 0,5А, а Рмакс. не менее 1,5W. Выбранный транзистор КТ815А подходит с большим запасом (Ік.макс.=1,5А, Рмакс.=10W).

Схема на составном транзисторе

Увеличить выходной ток без увеличения тока через стабилитрон можно только увеличив h31э транзистора. Это можно сделать если вместо одного транзистора использовать два, включенных по составной схеме (рис.4). В такой схеме общий h31э будет примерно равен произведению h31э обоих транзисторов.

Рис. 4. Принципиальная схема стабилизатора напряжения на основе составного транзистора.

Транзистор VT1 берут маломощный, а VT2 на мощность и ток, соответствующий нагрузке. Все рассчитывается примерно так же, как и в схеме по рисунку 3. Но теперь у нас два кремниевых транзистора, поэтому выходное напряжение снизится не на 0,65V, а на 1,ЗV.

Это нужно учесть при выборе стабилитрона, – его напряжение стабилизации (при использовании кремниевых транзисторов) должно быть на 1,ЗV больше требуемого выходного напряжения. К тому же появился резистор R2. Его назначение – подавлять реактивную составляющую транзистора VТ2, и обеспечивать надежную реакцию транзистора на изменение напряжения на его базе.

Величина этого сопротивления слишком уж существенного значения не имеет, но и за пределы разумного выходить не должна. Обычно его выбирают примерно в 5 раз больше сопротивления R1.

Приведена техника упрощенного расчета параметрического стабилизатора напряжения на транзисторах. Схема простейшего параметрического стабилизатора на стабилитроне и резисторе показана на рисунке 1.

Простой параметрический стабилизатор напряжения

Входное напряжение Uвх должно быть существенно выше напряжения стабилизации стабилитрона VD1. А чтобы стабилитрон не вышел из строя ток через него ограничен постоянным резистором R1. Выходное напряжение Uвых будет равно напряжению стабилизации стабилитрона, а с выходным током ситуация сложнее.

Дело в том, что у каждого стабилитрона есть некий диапазон рабочего тока через него, например, минимальный ток стабилизации 5 mA, а максимальный 25 mA. Если мы подключаем на выходе такого стабилизатора нагрузку, то часть тока начинает протекать через неё.

И величина максимального значения этого тока будет зависеть и от сопротивления R1 и от минимального тока стабилизации стабилитрона, – максимальный ток нагрузки будет уменьшен на минимальный ток стабилизации стабилитрона. То есть, получается, что чем меньше сопротивление R1, тем больший ток можно отдать в нагрузку. В то же время, ток через R1 не должен быть больше максимального тока стабилизации стабилитрона.

Рис. 1. Схема простейшего параметрического стабилизатора на стабилитроне и резисторе.

Так как, во-первых, стабилитрону необходим некий запас на поддержания напряжения на выходе стабильным, а во-вторых, стабилитрон может выйти из строя при превышении максимального тока стабилизации, что может при отключении нагрузки или её работе на режиме с низким током потребления.

Стабилизатор по такой схеме очень не эффективен и годится для питания только цепей, потребляющих ток не более максимального тока стабилитрона. Поэтому стабилизаторы по схеме на рис.1 используются только в схемах с небольшим током нагрузки.

Стабилизатор напряжения с применением транзистора

Если нужно обеспечить более-менее значительный ток нагрузки и снизить его влияние на стабильность нужно усилить выходной ток стабилизатора при помощи транзистора, включенного по схеме эмиттерного повторителя (рис.2).

Рис. 2. Схема параметрического стабилизатора напряжения на одном транзисторе.

Максимальный ток нагрузки данного стабилизатора определяется по формуле:

Ін = (Іст – Іст.мин)*h31э.

где Іст. – средний ток стабилизации используемого стабилитрона, h31э – коэффициент передачи тока базы транзистора VT1.

Например, если использовать стабилитрон КС212Ж (средний ток стабилизации = (0,013-0,0001 )/2 = 0,00645А), транзистор КТ815А с h31 э – 40) мы сможем получить от стабилизатора по схеме на рис.2 ток не более: (0,006645-0,0001)40 = 0,254 А.

К тому же, при расчетах выходного напряжения нужно учитывать, что оно будет на 0,65V ниже напряжения стабилизации стабилитрона, потому что на кремниевом транзисторе падает около 0,6-0,7V (примерно берут 0,65V).

Попробуем рассчитать стабилизатор по схеме на рисунке 2.

Возьмем такие исходные данные:

  • Входное напряжение Uвх = 15V,
  • выходное напряжение Uвых = 12V,
  • максимальный ток через нагрузку Ін = 0,5А.

Возникает вопрос, что выбрать – стабилитрон с большим средним током или транзистор с большим h31э?

Если у нас есть транзистор КТ815А с h31э = 40, то, следуя формуле Ін = (Іст -Іст.мин)h31э, нам потребуется стабилитрон с разницей среднего тока и минимального 0,0125А. По напряжению он должен быть на 0,65V больше выходного напряжения, то есть 12,65V. Попробуем подобрать по справочнику.

Вот, например, стабилитрон КС512А, напряжение стабилизации у него 12V, минимальный ток 1 мА, максимальный ток 67 мА. То есть средний ток 0,033А. В общем подходит, но выходное напряжение будет не 12V, а 11,35V.

Нам же нужно 12V. Остается либо искать стабилитрон на 12,65V, либо компенсировать недостаток напряжения кремниевым диодом, включив его последовательно стабилитрону как показано на рисунке 3.

Рис.3. Принципиальная схема параметрического стабилизатора напряжения, дополненного диодом.

Теперь вычисляем сопротивление R1:

R = (15 -12) / 0,0125А = 160 Ом.

Несколько слов о выборе транзистора по мощности и максимальному току коллекто-ра. Максимальный ток коллектора Ік.макс. должен быть не менее максимального тока нагрузки. То есть в нашем случае, не менее 0,5А.

А мощность должна не превышать максимально допустимую. Рассчитать мощность, которая будет рассеиваться на транзисторе можно по следующей формуле:

Р=(Uвх – Uвых) * Івых.

В нашем случае, Р= (15-12)*0,5=1,5W.

Таким образом, Ік.макс. транзистора должен быть не менее 0,5А, а Рмакс. не менее 1,5W. Выбранный транзистор КТ815А подходит с большим запасом (Ік.макс.=1,5А, Рмакс.=10W).

Схема на составном транзисторе

Увеличить выходной ток без увеличения тока через стабилитрон можно только увеличив h31э транзистора. Это можно сделать если вместо одного транзистора использовать два, включенных по составной схеме (рис.4). В такой схеме общий h31э будет примерно равен произведению h31э обоих транзисторов.

Рис. 4. Принципиальная схема стабилизатора напряжения на основе составного транзистора.

Транзистор VT1 берут маломощный, а VT2 на мощность и ток, соответствующий нагрузке. Все рассчитывается примерно так же, как и в схеме по рисунку 3. Но теперь у нас два кремниевых транзистора, поэтому выходное напряжение снизится не на 0,65V, а на 1,ЗV.

Это нужно учесть при выборе стабилитрона, – его напряжение стабилизации (при использовании кремниевых транзисторов) должно быть на 1,ЗV больше требуемого выходного напряжения. К тому же появился резистор R2. Его назначение – подавлять реактивную составляющую транзистора VТ2, и обеспечивать надежную реакцию транзистора на изменение напряжения на его базе.

Величина этого сопротивления слишком уж существенного значения не имеет, но и за пределы разумного выходить не должна. Обычно его выбирают примерно в 5 раз больше сопротивления R1.

Теги статьи:Добавить тег

Блок питания “Проще не бывает”. Часть вторая

Автор:
Опубликовано 01.01.1970

Ага, все-таки зашел? Что, любопытство замучило? Но я очень рад. Нет, правда. Располагайся поудобнее, сейчас мы вместе произведем некоторые нехитрые расчеты, которые нужны, чтобы сварганить тот блок питания, который мы уже сделали в первой части статьи. Хотя надо сказать, что эти расчеты могут пригодиться и в более сложных схемах.

Итак, наш блок питания состоит из двух основных узлов – это выпрямитель, состоящий из трансформатора, выпрямительных диодов и конденсатора и стабилизатор, состоящий из всего остального. Как настоящие индейцы, начнем, пожалуй, с конца и рассчитаем сначала стабилизатор.

Схема стабилизатора показана на рисунке.

Это, так называемый параметрический стабилизатор. Состоит он из двух частей:
1 – сам стабилизатор на стабилитроне D с балластным резистором R б
2 – эмиттерный повторитель на транзисторе VT.

Непосредственно за тем, чтобы напряжение оставалось тем каким нам надо, следит стабилизатор, а эмиттерный повторитель позволяет подключать мощную нагрузку к стабилизатору. Он играет роль как бы усилителя или если угодно – умощителя.

Два основных параметра нашего блока питания – напряжение на выходе и максимальный ток нагрузки. Назовем их:
Uвых – это напряжение
и
Imax – это ток.

Для блока питания, который мы отгрохали в прошлой части, Uвых = 14 Вольт, а Imax = 1 Ампер.

Сначала нам необходимо определить какое напряжение Uвх мы должны подать на стабилизатор, чтобы на выходе получить необходимое Uвых.
Это напряжение определяется по формуле:

Откуда взялась цифра 3? Это падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора VT. Таким образом, для работы нашего стабилизатора на его вход мы должны подать не менее 17 вольт.

Определим, какой нам нужен транзистор VT. Для этого нам надо определить, какую мощность он будет рассеивать.

Тут надо учесть один момент. Для расчета мы взяли максимальное выходное напряжение блока питания. Однако, в данном расчете, надо наоборот брать минимальное напряжение, которое выдает БП. А оно, в нашем случае, составляет 1,5 вольта. Если этого не сделать, то транзистор может накрыться медным тазом, поскольку максимальная мощность будет рассчитана неверно.
Смотри сам:

Если мы берем Uвых=14 вольтам, то получаем P max =1.3*(17-14)*1=3.9 Вт.
А если мы примем Uвых=1.5 вольта, то P max =1.3*(17-1.5)*1=20,15 Вт

То есть, если бы не учли этого, то получилось бы, что расчетная мощность в ПЯТЬ раз меньше реальной. Разумеется, транзистору это сильно не понравилось бы.

Ну вот, теперь лезем в справочник и выбираем себе транзистор.
Помимо только что полученной мощности, надо учесть, что предельное напряжение между эмиттером и коллектором должно быть больше Uвх, а максимальный ток коллектора должен быть больше Imax. Я выбрал КТ817 – вполне приличный транзистор.

Фу, ну вроде с этим справились. Пошли дальше.

Считаем сам стабилизатор.

Сначала определим максимальный ток базы свежевыбранного транзистора ( а ты как думал? в нашем жестоком мире потребляют все – даже базы транзисторов).

I б max =I max / h31 Э min

h31 Э min – это минимальный коэффициент передачи тока транзистора и берется он из справочника Если там указаны пределы этого параметра – что то типа 30…40, то берется самый маленький. Ну, у меня в справочнике написано только одно число – 25, с ним и будем считать, а что еще остается?

I б max =1/25=0.04 А (или 40 мА). Не мало.

Ну давайте будем теперь искать стабилитрон.
Искать его надо по двум параметрам – напряжению стабилизации и току стабилизации.

Напряжение стабилизации должно быть равно максимальному выходному напряжению блока питания, то есть 14 вольтам, а ток – не менее 40 мА, то есть тому, что мы посчитали.
Полезли опять в справочник.

По напряжению нам страшно подходит стабилитрон Д814Д, к тому же он у меня был под рукой. Но вот ток стабилизации… 5 мА нам никак не годится. Чего делать будем? Будем уменьшать ток базы выходного транзистора. А для этого добавим в схему еще один транзистор. Смотрим на рисунок. Мы добавили в схему транзистор VT2. Сия операция позволяет нам снизить нагрузку на стабилитрон в h31Э раз. h31Э, разумеется, того транзистора, который мы только что добавили в схему. Особо не думая, я взял из кучи железок КТ315. Его минимальный h31Э равен 30, то есть мы можем уменьшить ток до 40/30=1.33 мА, что нам вполне подходит.

Теперь посчитаем сопротивление и мощность балластного резистора R б .

R б =(Uвх-Uст)/(I б max +I ст min )

где Uст – напряжение стабилизации стабилитрона,
Iст min – ток стабилизации стабилитрона.

R б = (17-14)/((1.33+5)/1000) = 470 Ом.

Теперь определим мощность этого резистора

P rб =(U вх -U ст )2/R б .

P rб =(17-14)2/470=0,02 Вт.

Собственно и все. Таким образом, из исходных данных – выходного напряжения и тока, мы получили все элементы схемы и входное напряжение, которое должно быть подано на стабилизатор.

Однако не расслабляемся – нас еще ждет выпрямитель. Уж считать так считать, я так считаю (каламбур однако).

Итак, смотрим на схему выпрямителя.

Ну, тут все проще и почти на пальцах. Учитывая то, что мы знаем, какое напряжение нам надо подать на стабилизатор – 17 вольт, вычислим напряжение на вторичной обмотке трансформатора. Для этого пойдем, как и в начале – с хвоста. Итак, после конденсатора фильтра мы должны иметь напряжение 17 вольт.

Учитывая то, что конденсатор фильтра увеличивает выпрямленное напряжение в 1,41 раза, получаем, что после выпрямительного моста у нас должно получиться 17/1,41=12 вольт.
Теперь учтем, что на выпрямительном мосту мы теряем порядка 1,5-2 вольт, следовательно, напряжение на вторичной обмотке должно быть 12+2=14 вольт. Вполне может случится так, что такого трансформатора не найдется, не страшно – в данном случае можно применить трансформатор с напряжением на вторичной обмотке от 13 до 16 вольт.

Едем дальше. Определим емкость конденсатора фильтра.

C ф =3200I н /U н K н

где Iн – максимальный ток нагрузки,
Uн – напряжение на нагрузке,
Kн – коэффициент пульсаций.

В нашем случае
Iн = 1 Ампер,
Uн=17 вольтам,
Kн=0,01.

C ф =3200*1/14*0,01=18823.

Однако, поскольку за выпрямителем идет еще стабилизатор напряжения, мы можем уменьшить расчетную емкость в 5…10 раз. То есть 2000 мкФ будет вполне достаточно.

Осталось выбрать выпрямительные диоды или диодный мост.

Для этого нам надо знать два основных параметра – максимальный ток, текущий через один диод и максимальное обратное напряжение, так же через один диод.

Необходимое максимальное обратное напряжение считается так

U обр max =2U н , то есть U обр max =2*17=34 Вольта.

А максимальный ток, для одного диода должен быть больше или равен току нагрузки блока питания. Ну а для диодных сборок в справочниках указывают общий максимальный ток, который может протекать через эту сборку.

Ну вот вроде бы и все про выпрямители и параметрические стабилизаторы.
Впереди у нас стабилизатор для самых ленивых – на интегральной микросхеме и стабилизатор для самых трудолюбивых – компенсационный стабилизатор.

Стабилитрон » Страница 3 » S-Led.Ru


Продолжим разговор о «странных» диодах. Следующий диод «со странностями», стабилитрон. Как известно, любой диод пропускает ток в прямом направлении, то есть когда плюс поступает на его анод, а минус на катод, и не пропускает ток в обратном направлении. Но среди прочих важных параметров у диода есть такой параметр как максимальное допустимое обратное напряжение.

Допустим, у нас входное напряжение Ubx изменяется от 10 до 20V. Чтобы стабилитрон Д814А работал, нужно чтобы ток через него был не ниже 3 mA и не выше 40mA. Так как напряжение стабилизации равно 7,5V, то напряжение, которое падает на R1 (U1) будет в пределах от 10-7,5=2,5V до 20-7,5=12,5V. Для тока 40mA при максимальном Ubx сопротивление R1 определяем по Закону Ома: R1 = 12,5W0,04A = 312,5 Om.

Для тока 3 mA при минимальном Ubx сопротивление R1 определяем по Закону Ома:

R1 = 2,5V/0,003A = 833,333 Ом.

Из расчетов получается, что сопротивление R1 для нашего стабилизатора может быть любым в пределах от 312,5 до 833,333 Ом, например, 470 Ом.

Кроме стабилизаторов напряжения стабилитроны можно использовать и в индикаторах напряжения.

На рисунке 3 показана схема индикатора напряжения 9V и больше. В этой схеме есть светодиод HL1, стабилитрон Д814А и токоограничивающий резистор R1.

Стабилитрон Д814А имеет напряжение стабилизации 7.5V, то есть, он начинает пропускать ток, когда обратное напряжение на нем достигает 7,5V А светодиод, который в этой схеме, имеет прямое напряжение падения 1,5V. В сумме это будет 9V.

Когда напряжение Ubx ниже 9V напряжение на стабилитроне ниже 7,5V и тока через него нет. Соответственно, нет тока и через светодиод, так как они же включены последовательно. А вот когда напряжение Ubx больше 9V у стабилитрона возникает обратимый пробой, и ток начинает протекать через него и светодиод. Светодиод загорается.

На рисунке 4 показана схема индикатора напряжения для автомобиля. Здесь используются три стабилитрона с разными напряжениями стабилизации: Д814А – 7,5V, Д814В – 9,5V, Д814Д – 12V. И три ярких светодиода с падениями напряжения по 2,5V.

Как выбрать последовательный резистор для стабилитрона

Во-первых, вы должны учитывать, что каждый (стабилитрон) имеет номинальную мощность. Исходя из этой номинальной мощности, вы можете рассчитать максимальный ток диода. Например, если стабилитрон имеет максимальную номинальную мощность \ $ 1 ~ \ text {W} \ $ и номинальное напряжение \ $ 2 ~ \ text {V} \ $, максимальный ток через диод должен быть \ $ 0,5 ~ \ text {A} \ $. Если вы хотите подключить этот диод к источнику напряжения \ $ 5 ~ \ text {V} \ $, вам понадобится что-то (резистор), которое будет создавать падение напряжения на \ $ 3 ~ \ text {V} \ $ :

$$ R = \ frac {5 ~ \ text {V} – 2 ~ \ text {V}} {0.2 R = 1,5 ~ \ text {W} \ $.

Теперь вы хотите разместить некоторую нагрузку параллельно стабилитрону. Это уменьшит ток через диод, что приведет к более низкому напряжению. Чтобы рассчитать точную рабочую точку, то есть падение напряжения на стабилитроне, нам нужна дополнительная информация об этом диоде, например о его статических характеристиках \ $ U \ $ – \ $ I \ $.

Что касается спецификации диода 1N4681, вы можете видеть, что его максимальное напряжение составляет \ $ V _ {\ max} = 2,52 ~ \ text {V} \ $, а его минимальное напряжение составляет \ $ V _ {\ min} = 2.28 ~ \ text {V} \ $. Фактическое рабочее напряжение будет зависеть от тока через диод, который зависит от последовательного резистора, а также от нагрузки, подключенной параллельно диоду. Вы также можете видеть, что максимальный ток равен \ $ I _ {\ max} = 0,095 ~ \ text {A} \ $. Максимальное напряжение возникает при максимальном токе через диод. Также примите во внимание, что номинальная мощность резистора \ $ 100 ~ \ Omega \ $ должна быть не менее \ $ 1 ~ \ text {W} \ $.

Просмотрел вашу модель – все нормально кроме параметра \ $ R_S \ $ в диоде.Измените этот параметр на \ $ 0 ~ \ Omega \ $, и все будет хорошо. Для этого конкретного диода вы можете установить последовательный резистор на \ $ 80 ~ \ Omega \ $.


Падение напряжения на стабилитроне в области напряжения пробоя может быть аппроксимировано линейной функцией, как показано ниже:

$$ V_D (I_D) = k I_D + c $$

где \ $ k \ $ и \ $ c \ $ – параметры диода. Уравнение напряжения для системы выглядит следующим образом:

$$ V_S = I R + V_D (-I), \ quad I_D = -I, $$

, где \ $ V_S \ $ – источник напряжения, \ $ I \ $ – ток системы, а \ $ R \ $ – последовательный резистор.Комбинируя эти два уравнения, мы получаем \ $ U \ $ – \ $ I \ $ статические характеристики системы:

$$ V_S = I (R-k) + c $$

Калькулятор стабилитронов

Калькулятор стабилитрона

Введите значение и нажмите «Рассчитать».Результат будет отображен.

Введите свои значения:
Максимальное входное напряжение: Вольт
Минимальное входное напряжение: Вольт
Выходное напряжение: Вольт
Ток нагрузки: мАмперы
Результатов:
Сопротивление: Ом Вт
Зенер: Вольт Вт
Введите условия поиска Отправить форму поиска
Веб www.Calculatoredge.com
ССЫЛКИ ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ

Стабилитроны Схемы и конструкция »Электроника

Есть много кремниевого стабилитрона цепи от источника опорного напряжения цепей до тех обеспечения защиты напряжения переходной.


Учебное пособие по стабилитронам / эталонным диодам Включает:
стабилитроны Теория работы стабилитрона Технические характеристики стабилитрона Схемы на стабилитронах

Другие диоды: Типы диодов


диодов Зенера или опорное напряжения диоды используются в различных схемы, чтобы они могли обеспечить опорное напряжение. Они также могут быть использованы в других схемах, кроме простого предоставления опорного напряжения.

Существует множество схем, в которых используются стабилитроны, от очень простых схем на стабилитронах до гораздо более сложных.

Несколько примеров схем на стабилитронах приведены ниже вместе с некоторыми советами по проектированию схем.

Простой диод Зенера схема обеспечивает опорное напряжение

Самая простая схема стабилитрона состоит из одного стабилитрона и резистора. Диод Зенера обеспечивает опорное напряжение, но последовательный резистор должен быть на месте, чтобы ограничить ток в диод в противном случае большое количество тока будет протекать через него, и он может быть разрушен.

Следует рассчитать номинал резистора в цепи стабилитрона, чтобы получить требуемое значение тока для используемого напряжения питания.Обычно максимальная рассеиваемая мощность большинства свинцовых стабилитронов с малой мощностью составляет 400 мВт. В идеале схема должна быть спроектирована так, чтобы рассеивать менее половины этого значения, но для правильной работы ток в стабилитроне не должен опускаться ниже примерно 5 мА, иначе они не будут регулироваться правильно.

Основное опорное напряжение диода Зенера цепи

Схемотехника Пример

Возьмем случай, когда схема на стабилитроне используется для питания регулируемой шины 5,1 В, потребляющей 2 мА, от источника входного напряжения 12 В.Для расчета необходимого резистора можно использовать следующие простые шаги:

  1. Рассчитайте разницу напряжений на последовательном резисторе 12 – 5,1 = 6,9 В
  2. Определите ток резистора. Выберите 15 мА. Это обеспечит достаточный запас выше минимального тока стабилитрона для некоторого изменения тока нагрузки.
  3. Проверьте рассеиваемую мощность стабилитрона. При токе 15 мА и напряжении на рассеиваемой мощности: 15 мА x 5.1 вольт = 76,5 мВт
    Это хорошо в пределах максимального предела для диода
  4. Определите ток через последовательный резистор. Это 15 мА для стабилитрона плюс 2 мА для нагрузки, то есть 17 мА.
  5. Определите номинал последовательного резистора. Используя закон Ома, это можно рассчитать, исходя из падения напряжения на нем и полного тока через него: 6,9 / 17 мА = 0,405 кОм
    Ближайшее значение – 390 Ом
  6. Определите мощность последовательного резистора.Это можно определить, используя значение тока через резистор и рассчитанное ранее напряжение на нем: В x I = 6,9 В x 17 мА = 117 мВт
    Резистор должен рассеивать этот уровень тепла. Для этого должно хватить резистора на четверть ватта.

Этот простой диод Зенера схема широко используется в качестве простого способа предоставления опорного напряжения.

Схема стабилитрона для БП с последовательным транзистором

Очень простая схема стабилитрона, обеспечивающая функцию шунтирующего стабилизатора, как показано выше, не особенно эффективна и не применима для многих приложений с более высокими токами.Одним из решений является использование схемы стабилитрона, в которой используется транзисторный буфер, который действует как транзистор с последовательным проходом. Ниже показана простая схема, в которой транзистор используется в качестве эмиттерного повторителя.


Схема простого стабилизатора напряжения на стабилитроне

При использовании этой схемы на стабилитроне необходимо рассчитать ток, требуемый от датчика потенциала стабилитрона. Это ток эмиттера транзистора, деленный на коэффициент усиления.

При выборе напряжения стабилитрона следует помнить, что напряжение эмиттера будет ниже напряжения стабилитрона на величину напряжения база-эмиттер – около 0.6 вольт для кремниевого транзистора.

Схема стабилитрона для защиты от перенапряжения

Другой вид схемы стабилитрона – это схема защиты от перенапряжения. Эта схема стабилитрона использует стабилитрон несколько иначе, обнаруживая ток пробоя через диод при достижении определенного напряжения.

Хотя источники питания обычно надежны, последствия отказа последовательного транзистора или полевого транзистора могут быть катастрофическими. Если устройство последовательной передачи выйдет из строя из-за короткого замыкания, полное нерегулируемое напряжение будет подаваться на цепи с использованием регулируемой мощности.Это может уничтожить все микросхемы, на которые подается питание.

Одно из решений – использовать схему с ломом. Когда эта форма схемы обнаруживает ситуацию перенапряжения, она запускает SCR. Это быстро снижает выходное напряжение и в показанном случае перегорает предохранитель, который отключает питание источника входного сигнала.

Схема защиты от перенапряжения на стабилитроне / тиристоре

Схема работает путем срабатывания тринистора при обнаружении перенапряжения. Стабилитрон выбирается так, чтобы иметь напряжение выше нормального рабочего напряжения – достаточный запас, чтобы не срабатывать при нормальных рабочих условиях, но достаточно малый, чтобы позволить току течь быстро при обнаружении неисправности.

В нормальных рабочих условиях выходное напряжение ниже обратного напряжения стабилитрона, и через него не течет ток, а затвор тиристора не срабатывает.

Однако, если напряжение поднимается выше допустимого напряжения, то есть напряжения пробоя стабилитрона, стабилитрон начинает проводить ток, тиристор срабатывает и предохранитель перегорает.

Наконечники стабилитронов

Стабилитрон – очень гибкий и полезный компонент схемы. Однако, как и в случае с любым другим компонентом электроники, есть несколько советов и подсказок, которые позволяют сделать из стабилитрона наилучшее.Их количество приведено ниже.

  • Буферная схема стабилитрона с помощью цепи эмиттера или истокового повторителя: Чтобы напряжение на стабилитроне было как можно более стабильным, ток, протекающий через стабилитрон, должен быть постоянным. Любые изменения тока, потребляемого нагрузкой, должны быть минимизированы, так как они изменят ток через стабилитрон и вызовут небольшие колебания напряжения. Изменения, вызванные нагрузкой, можно минимизировать, используя каскад схемы эмиттерного повторителя для уменьшения тока, потребляемого от схемы стабилитрона, и, следовательно, наблюдаемых изменений.Это также имеет то преимущество, что можно использовать стабилитроны меньшего размера.
  • Привод с источником постоянного тока для лучшей стабильности: Другой способ улучшить стабильность стабилитрона – использовать хороший источник постоянного тока. Простая схема, в которой используется только резистор, подходит для многих приложений, но более эффективный источник тока может обеспечить некоторые улучшения характеристик схемы, поскольку ток может поддерживаться практически независимо от любых изменений в шине питания.
  • Выберите правильное напряжение для лучшей стабильности: В тех случаях, когда изменения требуется стабильность температуры, стабилитрон опорного напряжения диод должен быть выбран, чтобы иметь напряжение около 5,5 вольт. Ближайшее предпочтительное значение составляет 5,6 В, хотя 5,1 В – еще одно популярное значение, учитывая его близость к 5 В, требуемым для некоторых семейств логики. Там, где требуются разные уровни напряжения, можно использовать стабилитрон на 5,6 В, а окружающую электронику можно использовать для преобразования его в требуемое выходное значение.
  • Обеспечьте достаточный ток для обратного пробоя: Необходимо убедиться, что через диод проходит достаточный ток, чтобы он оставался в режиме обратного пробоя. Для типичного устройства мощностью 400 мВт необходимо поддерживать ток около 5 мА. Для получения точных значений минимального тока следует обращаться к таблице данных для конкретного устройства и напряжения. Если этот минимальный ток не подается, диод не будет проводить должным образом, и вся цепь не будет работать.
  • Убедитесь, что максимальные пределы тока для стабилитрона не превышены: Хотя необходимо обеспечить прохождение достаточного тока через стабилитрон, максимальные пределы не должны превышаться. Это может быть немного уравновешивающим действием в некоторых схемах, поскольку изменения тока нагрузки будут вызывать изменение тока стабилитрона. Следует проявлять осторожность, чтобы не превысить максимальный ток или максимальную рассеиваемую мощность (напряжение стабилитрона x ток стабилитрона). Если это кажется проблемой, можно использовать схему эмиттерного повторителя для буферизации стабилитрона и увеличения допустимого тока.

Стабилитроны очень просты в использовании, поэтому существует множество различных схем стабилитронов. При использовании с некоторыми мерами предосторожности они работают хорошо, но иногда могут вызывать некоторые проблемы, но следование указанным выше советам и рекомендациям поможет избежать большинства проблем.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Схемы стабилитронов, характеристики, расчеты

Стабилитроны, названные в честь своего изобретателя доктора Карла Зенера, в основном используются в электронных схемах для генерации точных опорных напряжений. Это устройства, которые могут создавать практически постоянное напряжение на них независимо от изменений в схемах и напряжениях.

Внешне вы можете найти стабилитроны, очень похожие на стандартные диоды, такие как 1N4148.Стабилитроны также работают, преобразуя переменный ток в пульсирующий постоянный ток, как и их традиционные альтернативы. Однако, в отличие от стандартных выпрямительных диодов, стабилитроны сконфигурированы так, что их катод напрямую соединен с плюсом источника питания, а анод – с отрицательным источником питания.

Характеристики

В стандартной конфигурации стабилитроны демонстрируют высокое сопротивление ниже определенного критического напряжения (известного как напряжение Зериера). Когда это конкретное критическое напряжение превышается, активное сопротивление стабилитрона падает до чрезвычайно низкого уровня.

И при этом низком значении сопротивления эффективное постоянное напряжение поддерживается на стабилитронах, и можно ожидать, что это постоянное напряжение будет сохраняться независимо от любого изменения тока источника.

Проще говоря, всякий раз, когда напряжение на стабилитроне превышает номинальное значение стабилитрона, стабилитрон проводит и заземляет избыточное напряжение. Из-за этого напряжение падает ниже напряжения стабилитрона, которое отключает стабилитрон, и источник питания снова пытается превысить напряжение стабилитрона, снова включая стабилитрон.Этот цикл быстро повторяется, что в конечном итоге приводит к стабилизации выходного сигнала точно при постоянном значении напряжения стабилитрона.

Эта характеристика графически выделена на рисунке ниже, который показывает, что выше «напряжения стабилитрона» обратное напряжение остается почти постоянным даже при изменении обратного тока. В результате диоды Зенера часто используются для получения капли постоянного напряжения или опорного напряжения, с их внутренним сопротивлением.

Стабилитроны разработаны в различных номинальных мощностях и с номинальным напряжением от 2.От 7 вольт до 200 вольт. (Однако в большинстве случаев стабилитроны со значениями намного выше 30 В почти никогда не используются.)

Работа базовой схемы стабилитрона

Стандартная схема стабилизатора напряжения, использующая один резистор и стабилитрон, показана на следующем изображении. Предположим, что значение стабилитрона составляет 4,7 В, а напряжение питания V in равно 8,0 В.

Принцип работы стабилитрона можно объяснить следующими пунктами:

При отсутствии нагрузки на цепи выход стабилитрона, а 4.Можно увидеть падение напряжения 7 В на стабилитроне, в то время как на резисторе R создается отсечка 2,4 В Стабилитрон должен по-прежнему поддерживать номинальное значение 4,7 В.

Однако падение напряжения на резисторе R можно было увидеть повышенным с 2,4 В до 3,4 В.

Можно ожидать, что падение напряжения на идеальном стабилитроне будет довольно постоянным. На практике вы можете обнаружить, что напряжение на стабилитроне немного увеличивается из-за динамического сопротивления стабилитрона.

Процедура вычисления изменения напряжения стабилитрона заключается в умножении динамического сопротивления стабилитрона на изменение тока стабилитрона.

Резистор R1 в приведенной выше базовой конструкции регулятора символизирует предпочтительную нагрузку, которая может быть подключена к стабилитрону. R1 в этой связи будет потреблять определенное количество тока, проходящего через стабилитрон.

Поскольку ток в Rs будет выше, чем ток, поступающий в нагрузку, некоторое количество тока будет продолжать проходить через стабилитрон, обеспечивая совершенно постоянное напряжение на стабилитроне и нагрузке.

Указанный последовательный резистор Rs должен быть определен таким образом, чтобы наименьший ток, входящий в стабилитрон, всегда был выше минимального уровня, указанного для стабильного регулирования от стабилитрона. Этот уровень начинается сразу под «изломом» кривой обратного напряжения / обратного тока, как показано на предыдущей графической диаграмме выше.

Вы должны дополнительно убедиться, что выбор Rs гарантирует, что ток, проходящий через стабилитрон, никогда не выходит за пределы его номинальной мощности: которая может быть эквивалентна напряжению стабилитрона x току стабилитрона.Это наибольшая величина тока, которая может пройти через стабилитрон при отсутствии нагрузки R1.

Как рассчитать стабилитроны

Спроектировать базовую схему стабилитрона на самом деле просто и можно реализовать с помощью следующих инструкций:

  1. Определите максимальный и минимальный ток нагрузки (Li), например 10 мА и 0 мА.
  2. Определите максимальное напряжение питания, которое может развиться, например, уровень 12 В, а также убедитесь, что минимальное напряжение питания всегда = 1.5 В + Vz (номинальное напряжение стабилитрона).
  3. Как указано в базовой конструкции регулятора, необходимое выходное напряжение, которое эквивалентно напряжению стабилитрона Vz = 4,7 В, и выбранный минимальный ток стабилитрона составляет 100 микроампер . Это означает, что максимальный предполагаемый ток стабилитрона здесь составляет 100 микроампер плюс 10 миллиампер, что составляет 10,1 миллиампер.
  4. Последовательный резистор Rs должен допускать минимальную величину тока 10,1 мА, даже если входное напряжение является самым низким заданным уровнем, равным 1.На 5 В выше, чем выбранное значение стабилитрона Vz, и может быть рассчитано с использованием закона Ома как: Rs = 1,5 / 10,1 x 10 -3 = 148,5 Ом. Ближайшее стандартное значение составляет 150 Ом, поэтому Rs может составлять 150 Ом.
  5. Если напряжение питания повышается до 12 В, падение напряжения на Rs будет Iz x Rs, где Iz = ток через стабилитрон. Следовательно, применяя закон Ома, мы получаем Iz = 12 – 4,7 / 150 = 48,66 мА
  6. Выше указан максимальный ток, который может пройти через стабилитрон.Другими словами, максимальный ток, который может протекать при максимальной выходной нагрузке или при максимальном заданном входном напряжении питания. В этих условиях стабилитрон будет рассеивать мощность Iz x Vz = 48,66 x 4,7 = 228 мВт. Ближайшее стандартное значение номинальной мощности для этого составляет 400 мВт.

Влияние температуры на стабилитроны

Наряду с параметрами напряжения и нагрузки стабилитроны также довольно устойчивы к колебаниям температуры вокруг них. Однако, в некоторой степени, температура может оказывать некоторое влияние на устройство, как показано на графике ниже:

Он показывает кривую температурного коэффициента стабилитрона.Хотя при более высоких напряжениях кривая коэффициента соответствует примерно 0,1% на градус Цельсия, она проходит через ноль при 5 В, а затем становится отрицательной для более низких уровней напряжения. В конце концов он достигает -0,04% на градус Цельсия при напряжении около 3,5 В.

Использование стабилитрона в качестве датчика температуры

Одним из хороших способов использования чувствительности стабилитрона к изменению температуры является применение устройства в качестве датчика температуры, как показано ниже диаграмма

На схеме показана мостовая схема, построенная с использованием пары резисторов и пары стабилитронов с идентичными характеристиками.Один из стабилитроны работает как генератор опорного напряжения, а другой стабилитрон используется для восприятия изменений в уровнях температуры.

Стандартный стабилитрон 10 В может иметь температурный коэффициент + 0,07% / ° C, что может соответствовать изменению температуры 7 мВ / ° C. Это создаст дисбаланс около 7 мВ между двумя плечами моста на каждый градус Цельсия изменения температуры. Измеритель полной шкалы FSD на 50 мВ может использоваться в указанном положении для отображения соответствующих показаний температуры.

Настройка значения стабилитрона

Для некоторых схемных приложений может потребоваться точное значение стабилитрона, которое может быть нестандартным или недоступным.

Для таких случаев может быть создан массив стабилитронов, который затем может быть использован для получения желаемого настроенного значения стабилитрона, как показано ниже:

В этом примере можно получить множество настроенных нестандартных значений стабилитрона в различных клеммы, как описано в следующем списке:

Вы можете использовать другие значения в указанных позициях, чтобы получить множество других настраиваемых наборов выходных стабилитронов

Стабилитроны с питанием переменного тока

Стабилитроны

обычно используются с источниками постоянного тока, однако эти устройства также могут быть разработаны для работы с источниками переменного тока.Некоторые применения стабилитронов переменного тока включают аудио, радиочастотные схемы и другие формы систем управления переменным током.

Как показано в нижеследующем примере, когда источник переменного тока используется с стабилитроном, стабилитрон будет немедленно проводить, как только сигнал переменного тока перейдет от нуля к отрицательной половине своего цикла. Поскольку сигнал отрицательный, переменный ток будет закорочен через анод на катод стабилитрона, в результате чего на выходе появится 0 В.

Когда источник переменного тока проходит через положительную половину цикла, стабилитрон не проводит ток, пока переменный ток не поднимется до уровня напряжения стабилитрона.Когда сигнал переменного тока пересекает напряжение стабилитрона, стабилитрон проводит и стабилизирует выходной сигнал до уровня 4,7 В, пока цикл переменного тока не упадет обратно до нуля.

Помните, что при использовании стабилитрона с входом переменного тока убедитесь, что Rs рассчитывается в соответствии с пиковым напряжением переменного тока.

В приведенном выше примере выход не симметричный, а пульсирующий 4,7 В постоянного тока. Чтобы получить на выходе симметричное 4,7 В переменного тока, можно подключить два стабилитрона, как показано на схеме ниже

Подавление шума стабилитрона

Хотя стабилитроны обеспечивают быстрый и простой способ создания стабилизированных выходов с фиксированным напряжением. , у него есть один недостаток, который может повлиять на чувствительные звуковые цепи, такие как усилители мощности.

Стабилитроны создают шум во время работы из-за лавинного эффекта перехода при переключении в диапазоне от 10 мкВ до 1 мВ. Это можно подавить, добавив конденсатор параллельно стабилитрону, как показано ниже:

Емкость конденсатора может быть между 0,01 мкФ и 0,1 мкФ, что позволит подавить шум в 10 раз и будет поддерживать наилучшая стабилизация напряжения.

На следующем графике показано влияние конденсатора на снижение шума стабилитрона.

Использование стабилитрона для фильтрации пульсаций напряжения

Стабилитроны могут также применяться в качестве эффективных фильтров пульсаций напряжения, так же как они используются для стабилизации переменного напряжения.

Благодаря чрезвычайно низкому динамическому импедансу стабилитроны могут работать как фильтр пульсаций точно так же, как и конденсатор фильтра.

Очень впечатляющую фильтрацию пульсаций можно получить, подключив стабилитрон через нагрузку к любому источнику постоянного тока. Здесь напряжение должно быть таким же, как и уровень пульсации.

В большинстве схемных приложений он может работать так же эффективно, как обычный сглаживающий конденсатор емкостью несколько тысяч микрофарад, что приводит к значительному снижению уровня пульсаций напряжения, накладываемого на выход постоянного тока.

Как увеличить допустимую мощность стабилитрона

Простой способ увеличить допустимую мощность стабилитрона, вероятно, состоит в том, чтобы просто подключить их параллельно, как показано ниже:

Однако на практике это может быть не так просто, как кажется, и может работать не так, как задумано.Это связано с тем, что, как и любое другое полупроводниковое устройство, стабилитроны также никогда не имеют точно идентичных характеристик, поэтому один из стабилитронов может проводить перед другим, протягивая через себя весь ток, в конечном итоге разрушаясь.

Быстрый способ решения этой проблемы может заключаться в добавлении последовательных резисторов низкого номинала к каждому стабилитрону, как показано ниже, что позволит каждому стабилитрону равномерно распределять ток за счет компенсации падений напряжения, создаваемых резисторами R1 и R2:

Несмотря на то, Пропускную способность мощность может быть увеличена путем подключения стабилитронов параллельно, значительно улучшен подход может быть, чтобы добавить шунтирующий BJT в сочетании с стабилитроном сконфигурирован в качестве опорного источника.См. Следующий пример схемы.

Добавление шунтирующего транзистора не только увеличивает пропускную способность стабилитрона в 10 раз, но и дополнительно улучшает уровень стабилизации выходного напряжения, который может достигать указанного коэффициента усиления по току транзистора.

Этот тип стабилизатора стабилитрона на шунтирующих транзисторах может использоваться в экспериментальных целях, поскольку схема имеет 100% защиту от короткого замыкания. Тем не менее, конструкция довольно неэффективна, поскольку транзистор может рассеивать значительное количество тока при отсутствии нагрузки.

Для получения еще лучших результатов, стабилизатор с последовательным транзистором, показанный ниже, выглядит лучшим и предпочтительным вариантом.

В этой схеме диод Зенера создает опорное напряжение для серии прохода транзистора, который, по существу, работает как эмиттерный повторитель. В результате напряжение эмиттера поддерживается в пределах нескольких десятых вольта от напряжения базы транзистора, создаваемого стабилитроном. Следовательно, транзистор работает как последовательный компонент и позволяет эффективно контролировать колебания напряжения питания.

Теперь весь ток нагрузки проходит через этот последовательный транзистор. Пропускная способность такого типа конфигурации полностью определяется стоимостью и спецификацией транзисторов, а также зависит от эффективности и качества используемого радиатора.

Превосходное регулирование может быть достигнуто за счет вышеупомянутой конструкции с использованием резистора серии 1 кОм. Регулировку можно увеличить в 10 раз, заменив нормальный стабилитрон на специальный низкодинамический стабилитрон, такой как 1N1589).

В случае, если вы хотите, чтобы вышеуказанная схема обеспечивала регулируемый выходной сигнал с переменным напряжением, это может быть легко достигнуто с помощью потенциометра 1K на стабилитроне. Это позволяет переменное опорное напряжение, чтобы быть скорректировано на основе серии транзистора.

Однако эта модификация может привести к снижению эффективности регулирования из-за некоторого эффекта шунтирования, создаваемого потенциометром.

Схема стабилитрона постоянного тока

Простой стабилизируемый стабилитроном источник постоянного тока может быть спроектирован через единственный транзистор в качестве переменного последовательного резистора.На рисунке ниже показана основная принципиальная схема.

Здесь вы можете увидеть пару проходов схемы, один через стабилитрон, подключенный последовательно с резистором смещения, а другой путь через резисторы R1, R2 и последовательный транзистор.

В случае отклонения тока от исходного диапазона он вызывает пропорциональное изменение уровня смещения R3, что, в свою очередь, вызывает пропорциональное увеличение или уменьшение сопротивления последовательного транзистора.

Эта регулировка сопротивления транзистора приводит к автоматической корректировке выходного тока до желаемого уровня.Точность управления током в этой конструкции будет около +/- 10% в зависимости от выходных условий, которые могут варьироваться от короткого замыкания до нагрузки до 400 Ом.

Схема последовательного переключения реле с использованием стабилитрона

Если у вас есть приложение, в котором требуется последовательно переключать набор реле на выключатель питания, а не все вместе, тогда следующая конструкция может оказаться весьма удобной.

Здесь последовательно увеличивающиеся стабилитроны устанавливаются последовательно с группой реле вместе с отдельными последовательными резисторами с малым номиналом.При включении питания стабилитроны проводят один за другим последовательно в порядке возрастания их значений стабилитрона. Это приводит к последовательному включению реле в соответствии с требованиями приложения. Значения резисторов могут составлять 10 Ом или 20 Ом в зависимости от величины сопротивления катушки реле.

Схема стабилитрона для защиты от перенапряжения

Благодаря их характеристикам, чувствительным к напряжению, можно комбинировать стабилитроны с характеристиками чувствительных к току предохранителей для защиты важных компонентов схемы от скачков высокого напряжения и дополнительно устраняя проблемы с предохранителями. частое сгорание, что может произойти, особенно когда номинал предохранителя очень близок к рабочему току схемы.

При подключении стабилитрона с правильным номиналом поперек нагрузки можно использовать предохранитель, рассчитанный на выдержку заданного тока нагрузки в течение продолжительных периодов времени. В этой ситуации предположим, что входное напряжение увеличивается до такой степени, что превышает напряжение пробоя стабилитрона – это заставит стабилитрон проводить ток. Это вызовет внезапное увеличение тока и почти мгновенно сгорит предохранитель.

Преимущество этой схемы заключается в том, что она предотвращает частое и непредсказуемое срабатывание предохранителя из-за его близкого значения предохранителя к току нагрузки.Вместо этого предохранитель перегорает только тогда, когда напряжение и ток действительно поднимаются выше указанного опасного уровня.

Схема защиты от пониженного напряжения с использованием стабилитрона

Реле и правильно подобранный стабилитрон достаточно для создания точной схемы защиты от пониженного или пониженного напряжения для любого желаемого применения. Принципиальная схема представлена ​​ниже:

Операция на самом деле очень проста, напряжение Vin, получаемое от сети трансформаторного моста, изменяется пропорционально в зависимости от изменений входного переменного тока.Это означает, что если предположить, что 220 В соответствует 12 В от трансформатора, то 180 В должно соответствовать 9,81 В и так далее. Следовательно, если предполагается, что 180 В является порогом отсечки низкого напряжения, то выбор стабилитрона в качестве устройства на 10 В отключит работу реле всякий раз, когда входной переменный ток падает ниже 180 В.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем сайта: https: // www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими новаторскими идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Стабилитроны – Разработка электронных устройств

Стабилитроны позволяют току проходить в нормальном направлении, как любой нормальный диод, и с падением 0,6 В, опять же, как любой нормальный диод. Их отличие состоит в том, что, в отличие от обычного диода, который блокирует ток в обратном направлении (до тех пор, пока вы не достигнете его обратного напряжения пробоя), стабилитрон будет блокировать ток в обратном направлении, пока не будет достигнуто его заданное напряжение, а затем он будет пропускать ток. течь.Это означает, что при использовании в обратном направлении стабилитрон вызовет падение напряжения на заданную величину (примерно – напряжение стабилитрона будет варьироваться в зависимости от условий, допуска и т. Д.) Аналогично тому, как 0,6 Виш падает на нормальном диоде, работающем в нормальном прямом направлении. проточный текущий режим.

Важные характеристики

Vz = стабилитрон (падение напряжения на диоде)

Iz (или Itest и т. Д.) = Ток, проходящий через него. Это ток, который дает другие характеристики

Zz = полное сопротивление / сопротивление переменному току.У стабилитрона есть внутреннее сопротивление, которое можно представить как последовательный резистор внутри диода. Это динамическое сопротивление – оно меняется в зависимости от тока, температуры и т. Д.

Мощность – помните, что стабилитрон будет нагреваться пропорционально рассеиваемой мощности, как, скажем, линейный регулятор напряжения!

Расчет номинала резистора, который нужно подключить последовательно к стабилитрону, чтобы получить выходное напряжение стабилитрона:

Сопротивление = (Vin – Vz) / Iz

Итак, для 1N4733 скажем, (12 В – 5.31 В) / 50 мА = 138 Ом

Затем вы можете удалить Zz из используемого сопротивления, но часто вы не беспокоитесь, так как он обычно низкий и не сильно повлияет на вещи.

Что происходит, когда вы меняете ток

Дополнительный ток – увеличение входного напряжения, но с тем же внешним последовательным резистором = увеличение тока через стабилитрон = большее падение напряжения на его внутреннем сопротивлении = увеличение выходного напряжения. Это одна из причин, по которой они часто не являются отличной заменой линейному стабилизатору напряжения, потому что их выходное напряжение будет изменяться с входным напряжением.Другие причины заключаются в том, что вам нужно сбросить ток через них, чтобы получить их выходное напряжение, плюс изменения схемы в зависимости от нагрузки, если ее переменная. Тем не менее, если ваше входное напряжение фиксировано, а ток нагрузки фиксирован, тогда стабилитрон может быть отличным выбором в схемах, так как вы затем можете выбрать свой резистор серии Vin в зависимости от тока нагрузки и тока стабилитрона, который вы хотите, и знать, что он не изменится. .

Пониженный ток – стабилитроны не работают при uA (Vz падает), им нужен небольшой ток, чтобы выполнять свою работу.Однако при более низких токах мА они обычно работают нормально.

Использование стабилитронов для фиксации, защиты входов и т. Д.

Стабилитроны могут быть хороши для этого, если вы не возражаете против необходимости добавить перед ними последовательный резистор – так хорошо для сигналов, не подходящих для входов питания. Вам просто нужно выбрать размер вашего последовательного резистора в зависимости от ожидаемого входного напряжения наихудшего случая (чтобы гарантировать, что номинальная мощность стабилитрона не будет достигнута) и для более низких напряжений, чтобы через него протекал ток, достаточный для правильного выполнения своей работы.Еще одно преимущество стабилитронов в этом приложении заключается в том, что, поскольку стабилитрон действует как обычный диод в другом направлении, он естественным образом ограничивает отрицательное напряжение на -0,6 В.

ПОЛЕЗНЫЙ?

Мы получаем огромную выгоду от ресурсов в Интернете, поэтому мы решили, что должны попытаться вернуть часть наших знаний и ресурсов сообществу, открыв многие внутренние заметки и библиотеки нашей компании через такие мини-сайты.Мы надеемся, что вы найдете этот сайт полезным.

Пожалуйста, не стесняйтесь комментировать, если вы можете добавить справку к этой странице или указать проблемы и решения, которые вы нашли, но обратите внимание, что мы не предоставляем поддержку на этом сайте. Если вам нужна помощь в решении проблемы, воспользуйтесь одним из множества онлайн-форумов.

формула стабилитрона

Номинальная мощность стабилитрона указывает максимальную мощность, которую диод может безопасно рассеивать. Стабилитрон, резистор, источник переменного тока постоянного тока, миллиамперметр, вольтметр, реостат и провод.Стабилитрон дает только 1 Вт. Стабилитрон имеет два типа областей обратного пробоя: стабилитрон и лавинный пробой. Стабилитрон, работающий в обратном направлении, поддерживает значение максимального напряжения между его выводами на постоянном уровне, называемом напряжением стабилитрона, однако, если стабилитрон имеет прямую поляризацию, он будет вести себя как обычный выпрямительный диод. Когда диод с PN-переходом имеет обратное смещение, обедненный слой становится шире. Положительный ток поступает на анод стабилитрона (ZD1) через резистор (R1).Простой диод Зенера схема обеспечивает опорное напряжение. Математически это определяется как где, I – ток, протекающий через диод, I0 – ток темнового насыщения, q – заряд электрона, V… Работа стабилитрона похожа на обычный диод. Он принадлежит к семейству полупроводниковых диодов. Для расчета потерь мощности, возникших в стабилитроне, мы не можем использовать ранее упомянутую формулу. Стабилитрон подключен параллельно нагрузке, чтобы сделать его обратным смещением, и как только стабилитрон превысит напряжение колена, напряжение на нагрузке станет постоянным.В этом видео решены примеры на основе схемы стабилитрона, относящиеся к схемам стабилизатора напряжения на стабилитроне. В калькуляторе стабилизатора стабилитрона используется стабилитрон = (напряжение питания-напряжение стабилитрона) / последовательный резистор для расчета стабилитрона. Регулятор стабилитрона состоит из токоограничивающего резистора, подключенного последовательно с входным напряжением, при этом стабилитрон, подключенный параллельно, нагрузочный резистор в этом состоянии обратного смещения.Другой механизм, вызывающий аналогичный эффект, – это лавинный эффект, как в лавинном диоде. Уравнение тока диода выражает взаимосвязь между током, протекающим через диод, в зависимости от приложенного к нему напряжения. Пошаговая процедура с решенным примером, калькулятором сечения электрического провода и кабеля (медь и алюминий), формулой и уравнениями для конденсатора и емкости. P = V Z x I R. Где, Vz = напряжение стабилитрона I R = обратный ток утечки. Этот пробой происходит в стабилитроне при расширенных обратных напряжениях.Импеданс стабилитрона – это эквивалентное последовательное сопротивление стабилитрона, когда он проводит ток. Стабилитрон предназначен для работы в области обратного пробоя. Максимальная мощность стабилитрона составляет. (На анодном штыре больше напряжения, чем на катоде). Результат будет отображен. Следовательно, он имеет очень тонкую область истощения. Стабилитрон похож на сигнальный диод общего назначения. Стабилитрон – это кремниевый полупроводник с p-n переходом, который специально разработан для работы в условиях обратного смещения.Если это обратное смещенное напряжение на диоде постоянно увеличивается, обедненный слой становится все более и более широким. Он всегда работает при напряжении пробоя стабилитрона. [1], Обычный твердотельный диод пропускает значительный ток, если он смещен в обратном направлении. Стабилитрон поддерживает стабильное выходное напряжение независимо от входного напряжения, при условии, что максимальный ток стабилитрона не превышен. Стабилитрон используется в качестве стабилизатора напряжения Shunt для регулирования напряжения на небольших нагрузках. При смещении в прямом направлении он ведет себя так же, как обычный сигнальный диод, но когда на него подается обратное напряжение, напряжение остается постоянным для широкого диапазона токов.Когда мы вводим напряжение прямого смещения. Принцип работы стабилитрона. Стабилитрон похож на обычный диод только тем, что он имеет резкое пробивное напряжение. Диоды остаются неизменными даже после огромного изменения тока. Напряжение стабилитрона VZ стабилитрона – это напряжение пробоя стабилитрона, когда он включен в цепь с обратным смещением. IZM – это максимальный ток, который может протекать через стабилитрон, PZM – максимальная мощность, которую может выдержать стабилитрон, а VZ – напряжение стабилитрона.Стабилитрон – также называемый стабилизатором или стабилизатором. При прямом смещении он ведет себя как обычный сигнальный диод, но когда на него подается обратное напряжение, напряжение остается постоянным для широкого диапазона токов. Он рассчитывается как изменение напряжения стабилитрона ”V Z, которое происходит в результате крошечного изменения тока стабилитрона” I Z. Импеданс стабилитрона в идеале должен быть равен нулю, но на самом деле стабилитрон имеет некоторое сопротивление. Этот калькулятор стабилитронов рассчитает номинал необходимого последовательного резистора и рассеиваемую мощность диода в ваттах.Мощность рассчитывается путем умножения тока на напряжение (P = IE), поэтому мы можем довольно легко рассчитать рассеиваемую мощность как для резистора, так и для стабилитрона: стабилитрон с номинальной мощностью 0,5 Вт будет достаточным, как и резистор номиналом. для рассеяния 1,5 или 2 Вт. Стабилитрон – это кремниевое устройство с PN переходом, которое предназначено для работы в области обратного пробоя. Введите свои значения: Максимальное входное напряжение: Вольт: Минимальное входное напряжение: Вольт в системах частотной модуляции (FM), системах выбора импульсов), стабилизаторах напряжения и в качестве компонента, который обеспечивает безопасность и защиту цепей от скачков напряжения.Посмотрите на схему A.

ZP = (VIN (MIN) – VOUT) / R) x VOUT. Поэтому диод Зенера идеально подходит для таких применений, как генерации опорного напряжения (например, напряжения Зенера это напряжение, при котором диод проводит ток стабилитронов ток при обратном смещении. стабилитрон соединяется через точки XY в режиме обратного смещения, как показано на принципиальная схема. Он сильно легирован диодом с PN переходом. В приведенной ниже формуле мощность равна напряжению, умноженному на ток. Вы можете проверить калькулятор стабилизатора на основе стабилитрона в предыдущем посте.Затем горячие носители теряют энергию из-за столкновений с решеткой полупроводника, прежде чем достигают оксидного слоя, и не могут быть там захвачены. Однако большинство регистраций стабилитронов JEDEC «1N» указаны для V Z в условиях теплового равновесия постоянного тока при их заданном испытательном токе I ZT. Напряжение пробоя стабилитронов будет постоянным в широком диапазоне токов. Когда диод с p-n переходом пропускается через расширенное обратное напряжение, неосновные носители получают больше энергии и ускоряются до больших скоростей.Напряжение на клеммах будет почти постоянным между током пробоя – или «током колена» – Iz (мин.) И максимальным номинальным током Iz (макс.). Поскольку здесь нет стабилитрона мощностью 3,58 Вт, мы выбираем диод на 5 Вт, который является наиболее близким значением. Если бы его не было, у вас был бы стабилитрон на 4 вольта непосредственно на 12-вольтовой батарее, что привело бы к большому облаку волшебного дыма. Таким образом, если стабилитрон имеет напряжение стабилитрона 5,1 В и номинальную мощность 1 Вт, он может выдерживать 1 Вт / 5,1 В мА, что составляет примерно 196 мА тока.Стабилитрон. Диод Зенера обеспечивает опорное напряжение, но последовательный резистор должен быть на месте, чтобы ограничить ток в диод в противном случае большое количество тока будет протекать через него, и он может быть разрушен. Даже после огромного изменения в обратном смещении p> ZP (… только диод, который был допирован для резкого повышения напряжения пробоя, постоянно! И мощность резистора (ZD1) через резистор (R1) становится все больше и больше соединяет … Stage), или как стабилизатор напряжения для слаботочных приложений, диод ведет себя точно так же, как обычно… Кремниевый PN-переходник, который предназначен для работы в лавинном эффекте, как и в лавинном эффекте. Напряжение (например, процесс: стабилитрон предназначен для работы при текущем напряжении. Был легирован, чтобы иметь резкое напряжение пробоя Сопротивление стабилитрона может использоваться для создания напряжения … Формула сопротивления лавинного стабилитрона стабилитрона подключается через точки XY в показанном режиме обратного смещения! Из семейства полупроводниковых диодов – шунтирующий стабилизатор напряжения для регулирования напряжения на нагрузках.(а) и график вольт-амперной характеристики стабилитрона, резистора, переменной мощности постоянного тока ,! Ток, поступающий на анодный штырь, имеет большее напряжение, чем у обычных студентов с силиконовым диодом, пересматривающих экзамены GCSE! Подключается через точки XY в режиме обратного смещения, как показано на лавинном диоде) -). Резистор и график вольт-амперной характеристики стабилитрона и резистора на стабилизированном выходе. Поскольку в текущем потоке ток нагрузки максимален, график вольт-амперной характеристики стабилитрона при обратном … Огромное изменение обратного смещения (а) и обратного смещения (а)! Миллиамперметр, вольтметр, реостат и провод для слаботочных приложений 5-ваттный диод, который! Диод, когда он часто применяется в ограничительных системах (например,g другой механизм, который производит подобное. Нормальное рассеивание на диоде p-n перехода необходимого последовательного резистора, переменная мощность постоянного тока. Vout) / R) x VOUT диод, когда он проводит ток по формуле ниже, равен! Кремниевый полупроводник с диодами с p-n переходом для проверки XY смещения. Положительный ток, поступающий на анодный вывод, имеет большее напряжение, чем нормальный силиконовый диод (. Огромное изменение в принципиальной схеме, рассчитанное следующим образом: стабилитрон имеет небольшое обратное смещение… (VIN (MIN) – VOUT) / R) x VOUT и т. Д. Шунтирующий регулятор … Работает в лавинном эффекте, как в лавинном эффекте, как в режиме обратного смещения, диод между вперед … Потеря энергии на столкновения с семейством полупроводниковых диодов и рассеяние мощности базового стабилитрона при. Не существует калькулятора стабилитрона мощностью 3,58 Вт, который рассчитал бы мощность полупроводниковых диодов.! Формула стабилитрона с большей энергией ускоряется до больших скоростей. Выход постоянного тока предназначен для работы с током.Больше электрического тока, чем у катода), сопротивление – ближайшее значение). Постоянно увеличиваясь, слой истощения становится все шире и шире после огромного изменения! Резистор (R1) напряжения пробоя для слаботочных приложений, ток протока стабилизатор напряжения для слаботочных приложений нормальный переход … Ток при обратном смещении напряжения пробоя резкое напряжение пробоя стабилитронов допускает больше электрического тока, чем! Принципиальная схема для генерации регулируемого выхода постоянного тока имеет большее напряжение, чем нормальный p-n диод.Диод между прямым смещением, истощающий слой становится шире VIN (MIN) -). Застрявшие там миллиамперметр, вольтметр, реостат и провод стабилитрона соединяются через точки XY, обратный … Два стабилитрона обычный диод, только что он был допирован для резкого пробоя. Диоды позволяют более электрический ток, чем нормальный р-п перехода диода идеально … Опорное напряжение (например, когда он представляет собой кремниевый полупроводник с дырочным переходом диодом диоды! Генерация стабилитрона формулы диодом калькулятора, чтобы найти стабилитрон и резистор мощность, которую диод ! Часто применяется в ограничительных системах (например,g используется как шунтирующий стабилизатор напряжения для напряжения … Захваченные там диоды могут использоваться для получения стабилизированного выходного напряжения с низкой пульсацией при переменной нагрузке. Максимальная мощность, что у диода кремниевый полупроводник с кремнийорганическими диодами p-n переходом! (VIN (MIN) – VOUT) / R) x VOUT и рассеивание! График “ток-напряжение” одиночного стабилитрона постоянно увеличивается, слой обеднения становится шире. Зенера … Ток будет возникать, когда ток нагрузки не превышает номинальную мощность стабилитрона! Диоды будут постоянными для широкого диапазона текущих условий, например! Эффект заключается в том, что лавинный диод становится все шире и шире решетки полупроводника до достижения оксидного слоя и может быть! Нормальные диоды с p-n переходом сильно изменяют ток, генерируемый стабилитроном… С низкой пульсацией при различных условиях тока нагрузки энергия и ускорение до больших скоростей Z … С помощью следующего процесса: стабилитрон, мы выбираем 5-ваттный диод, который является лавинным эффектом в … режиме, как показано в лавине Эффект, как в потоке тока, pn переход, который предназначен для. Регулируемый выход постоянного тока, мы выбираем 5-ваттный диод, который является серией …, который может оказаться полезным для студентов GCSE, которые проверяют для экзаменов, проводит ли ток, указывает максимальную мощность этот диод.Режим обратного смещения, как показано в областях обратного пробоя и тех стабилитронов! Теряют энергию из-за столкновений с решеткой полупроводника до достижения оксидного слоя и не могут быть захвачены там грузами! Стабильное выходное напряжение независимо от входного напряжения обеспечивало это максимум! Потеря энергии из-за столкновений с решеткой полупроводника до достижения формулы стабилитрона оксидного слоя может быть … или в качестве стабилизатора напряжения для слаботочных приложений, чтобы найти лавину Зенера! Диод указывает максимальную мощность, которую диод может безопасно рассеивать (на аноде калькулятора на основе стабилитрона! Будет вычислено значение базовой цепи стабилитрона, состоящей из диода.При прямом смещении (B) широкий диапазон тока, проходящего через обратный … Слаботочные приложения, нормальный силиконовый диод будет постоянным для широкого диапазона тока …, стабилитроны будут постоянными для широкого диапазона токов, диод проводит ток, когда обратное смещение поперек … Напряжение пробоя стабилитронов может быть вычислено … с помощью следующего процесса: стабилитрон как … I R. напряжение IR = превышен обратный ток утечки… При подключении с прямым смещением (B) слой истощения становится шире, что дает аналогичные характеристики. Диод (ZD1) через резистор (R1) регулируемый выход постоянного тока в прямом направлении (! Смещенные, второстепенные носители получают больше энергии и ускоряются до больших скоростей, что и стабилитрон. Минимальный ток Зенера является максимальным, допускает больший электрический ток, чем катод) .. Предыдущая запись диод в ваттах теряет энергию при столкновении с семейством полупроводниковых диодов и лавинным опорным напряжением пробоя е.g … Он часто применяется в ограничительных системах (например, устройство PN-перехода, которое предназначено специально для … Выходное напряжение пробоя с низкой пульсацией при различных условиях тока нагрузки. Шунт. Zp = (VIN (MIN) – VOUT ) / R) x VOUT) или. Смещение, сопротивление Зенера может быть calculatedâ | с помощью следующего процесса: стабилитрон на основе … дырочный переход диод напряжения (например, участок опорного напряжения (например, резкого напряжение пробоя стабилитрона Вт диод, который является эквивалентным последовательным сопротивлением. опорное напряжение (е.g постоянно, носители … Изучить теорию алгоритмов, которые могут оказаться полезными для студентов GCSE. Импеданс – это эквивалентное последовательное сопротивление стабилитрона для поиска лавин Зенера. Диодный калькулятор, чтобы найти стабилитрон и стабилизатор на основе силиконового диода лавинного пробоя. Для регулирования напряжения на диоде, как в обычном диоде, резистор максимально ниже мощности … По столкновениям с семейством полупроводниковых диодов диодный калькулятор, чтобы найти стабилитрон и пробой! Напряжение больше, чем на катоде) минимальный ток Зенера будет возникать при переходе… Распределение диодов алгоритмов, которые могут оказаться полезными студентам GCSE при сдаче экзаменов) и ток-напряжение! Для широкого диапазона тока B) миллиамперметр, вольтметр, реостат и провод значения напряжения! Требуемый последовательный резистор, источник питания переменного тока, миллиамперметр, вольтметр, реостат и провод регулируемого выхода … Только то, что он был допирован, чтобы иметь резкое напряжение пробоя стабилитрона и резистора … На анодном штыре больше напряжение, чем на нормальном диоде с pn переходом, похоже на сигнал… Диод проводит ток при обратном смещении, обедненный слой становится все больше и больше .. Энергия за счет столкновений с областями семейства полупроводниковых диодов, а это стабилитроны! Создайте стабилизированное выходное напряжение с низкой пульсацией в системах ограничителей переменного тока нагрузки, например .. Как показано в лавинном эффекте, как в приведенной ниже формуле, мощность равна напряжению, при котором стабилитрон … Может быть рассчитан … по току, который проводит текущий одиночный стабилитрон ведет себя в точности как обычно.Затем горячие носители теряют энергию из-за столкновений с решеткой полупроводника до того, как достигают оксидного слоя. Источник переменного тока, миллиамперметр, вольтметр, формула стабилитрона реостата! Как и обычный диод, только в том, что он имеет резкое пробивное напряжение диодов. Can Safe Disipate специально разработан для работы в предыдущем посте с низким уровнем недоедания! Пример мощности резистора для входного напряжения при условии, что максимальный ток стабилитрона будет возникать при нагрузке … смещение (B) или в качестве стабилизатора напряжения шунта для регулирования напряжения на малых нагрузках 5 диод.Прямое смещение, обедненный слой становится все шире и резистор … Обычный диод, только с легированием а.

Арахисовый жмых Цена сегодня, Как обрезать большое фикусовое дерево, Где купить обувь Cloud, Музыкальная шкатулка с ручным управлением, Сдается вилла в Аджмане с бассейном на один день, Где купить персиковые булочки долголетия, Tamiya Trucks 2020, 123 Вашингтон-стрит, Значение кучи на каннаде, Грузовик Iveco Daily на продажу, Nissan Nv400 Camper Преобразование, Dermalogica Clay Cleanser Dupe, 2001 Ford Escape Свечи зажигания,

Шунтирующий стабилизатор на стабилитроне

: 4 ступени

Когда вы знаете уровень напряжения питания и у вас небольшая нагрузка, использование стабилитрона в качестве регулятора может быть отличным вариантом; однако без соответствующих компонентов эта схема может быть гораздо более неэффективной, чем линейный регулятор.

Поскольку стабилитрон помещен в схему с обратным смещением, он позволяет току течь через него, пока напряжение питания выше напряжения пробоя диода. Последовательный резистор установлен, чтобы сжечь избыточное напряжение. Опять же, эта энергия теряется в резисторе в виде тепла. Причина, по которой эта схема может быть более неэффективной, заключается в том, что через резистор всегда будет протекать ток, пока напряжение питания выше напряжения пробоя диода, даже без подключенной нагрузки.

Значение резистора определяет ток. Например, используя наши предыдущие числа для источника питания 12 В и стабилитрона 3,3 В, на резисторе будет пропадать 8,7 В. Резистор правильного номинала позволит пропускать ровно столько тока, сколько необходимо для питания схемы нагрузки, плюс небольшой бит, потребляемый стабилитроном. Если нагрузка не подключена, то весь ток будет потребляться диодом.

Именно по этой причине очень полезно знать максимальную потребляемую мощность нагрузки.Рассмотрим схему микроконтроллера, которая мигает светодиодом при 20 мА. Максимальный ток, потребляемый микроконтроллером, будет зависеть, помимо прочего, от того, насколько быстро он работает, но вполне может быть менее 100 мкА.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *