Stabilizatory napięcia mikromocy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ochronniki przeciwprzepięciowe

 Komentarze do artykułu

Jednym z najważniejszych wskaźników samozasilających się urządzeń elektronicznych jest sprawność ich podzespołów. W opisanych poniżej regulatorach napięcia mikromocy przykładowe źródło napięcia nie jest wykonane na diodzie Zenera, której minimalny prąd roboczy wynosi kilka miliamperów, ale na tranzystorze polowym ze złączem pn. W takim przypadku napięcie odcięcia tranzystora będzie przykładowe. Takie rozwiązanie obwodu pozwoliło zmniejszyć prąd pobierany przez stabilizator do około 100 μA. Dzięki dodatkowym zabiegom zapewniającym stabilność termiczną napięcia wyjściowego, stabilizatory takie mogą służyć jako źródła napięcia wzorcowego (ION) o bardzo dużej dokładności.

Pierwsza wersja stabilizatora napięcia jest montowana na wzmacniaczu operacyjnym z korekcją częstotliwości K154UD1B (rys. 1), który charakteryzuje się dużym wzmocnieniem napięciowym (Ku>=2*105) i małym poborem prądu (Iп<= 1,2*10-4 ). Pomimo prostoty obwodu stabilizator ma wysokie parametry techniczne:

• Pobór prądu, A ....... 10-4
• Współczynnik stabilizacji, nie mniej niż ....... 4 * 104
• Impedancja wyjściowa, Ohm, nie więcej .......10-3
• Maksymalny prąd obciążenia, A......10-2
• Współczynnik temperaturowy napięcia wyjściowego, 1/°С, nie więcej niż.......5*10-4

Napięcie mieszania tranzystora polowego VT1, które jest przykładowe w stabilizatorze, powstaje na rezystorze R1. Wzmacniacz operacyjny DA1 jest podłączony zgodnie ze schematem wzmacniacza nieodwracającego, którego wzmocnienie jest ustalane przez dzielnik R2R3 zawarty w obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego. Ponieważ przykładowe napięcie Uobr jest przykładane do wejścia odwracającego wzmacniacza operacyjnego DA1, wówczas jego wyjście będzie wynosić Uout \u3d (R2 / R1 + XNUMX) * Uobr.

Dren tranzystora polowego VT1 jest podłączony do wyjścia stabilizatora, dzięki czemu napięcie odniesienia jest utrzymywane z bardzo dużą dokładnością. Testy wykazały, że przy wzroście napięcia zasilania z 6,7 V do 32 V zmiana napięcia wyjściowego nie może zostać zarejestrowana przez pięciocyfrowy woltomierz cyfrowy Shch68002 (z rozdzielczością 0,1 mV przy granicy 10 V). Tak więc niestabilność napięcia wyjściowego w rozważanym stabilizatorze wynika głównie z jakości jego elementów pasywnych (rezystorów) oraz zależności temperaturowej napięcia odniesienia.

Zależność tę można zredukować prawie do zera kosztem niewielkiego wzrostu bieżącego zużycia. Faktem jest, że dla tranzystorów polowych różnych typów istnieje taka wartość prądu drenu, przy której napięcie bramki-źródła nie zależy od temperatury.

Nawiasem mówiąc, wiadomo, że ta wartość dla tranzystorów z kanałem p i napięciem odcięcia 1 ... 2 V mieści się w zakresie od 25 do 250 μA. W rzeczywistości granice te wydają się być szersze niż się powszechnie uważa. Tak więc dla jednej z kopii tranzystora polowego, przetestowanej w rozważanym stabilizatorze, okazało się, że wynosi 650 μA.

Rys.. 1

Ze względu na wysokie parametry techniczne wskazane jest stosowanie opisanego stabilizatora napięcia w urządzeniach z zasilaniem sieciowym. Napięcie wejściowe nie powinno przekraczać 32 V. Aby zwiększyć dopuszczalny prąd obciążenia, należy go podłączyć do wyjścia wzmacniacza operacyjnego DA1 przez wtórnik emitera na tranzystorze o odpowiedniej mocy. Przy prądzie większym niż 1 A najprawdopodobniej wymagany jest kompozytowy wtórnik na dwóch tranzystorach. Wymaganą wartość napięcia wyjściowego ustawia się wybierając rezystory R2, R3. Aby zapewnić normalną pracę wzmacniacza operacyjnego DA1, napięcie odniesienia nie powinno być mniejsze niż 2 V, a napięcie wyjściowe (na pinie 6) nie powinno przekraczać (Upit - 2) V.

Schemat ideowy drugiej wersji stabilizatora pokazano na ryc.2. Jest montowany na powszechnie używanych elementach i ma następujące parametry techniczne:

• Zużyty prąd, A, nie więcej ....... 9*10-5
• Współczynnik stabilizacji ..... 8*102
• Impedancja wyjściowa, Ohm .......2*10-2
• Maksymalny prąd obciążenia, A ....... 5 * 10-2
• Współczynnik temperaturowy napięcia wyjściowego, 1/°С, nie więcej niż.......5*10-5

Ciekawą cechą tego stabilizatora jest zastosowanie stabilizatora prądu opartego na tranzystorach polowych VT1, VT2 jako elementu kompensującego temperaturę, który dodatkowo spełnia swoją główną funkcję obciążenia dynamicznego o wysokiej rezystancji wewnętrznej. W przeciwieństwie do pierwszej opcji, tutaj można ustawić aktualny tryb pracy tranzystorów, a co za tym idzie pobór mocy. Na przykład, jeśli kilkakrotnie zwiększysz rezystancję wszystkich rezystorów, pobór prądu odpowiednio się zmniejszy.

Stabilizator jest zbudowany zgodnie ze schematem kompensacji. Element sterujący jest wykonany na tranzystorze VT3, podłączonym zgodnie ze schematem OE. Ten element jest objęty głębokim ujemnym sprzężeniem zwrotnym przez kompozytowy wtórnik napięcia na tranzystorach VT4, VT5. Obciążeniem tranzystora VT3 jest stabilizator prądu VT1, VT2, R1. Dzięki połączeniu kaskodowemu udało się uzyskać bardzo dużą rezystancję wewnętrzną stabilizatora prądu - około 150 MΩ, co znacznie poprawiło parametry techniczne całego urządzenia jako całości.

Aby wtórnik napięcia VT4, VT5 nie wpływał na prąd przepływający przez tranzystory VT1-VT3, pierwszy tranzystor wzmacniający jest wybierany jako tranzystor polowy. Drugi tranzystor wtórnika musi być bipolarny, ponieważ ze względu na większą stromość charakterystyki w porównaniu z polową może to znacznie zmniejszyć impedancję wyjściową wtórnika napięciowego i stabilizatora jako całości.

Rys.. 2

Idea stabilizacji temperatury napięcia wyjściowego jest następująca. Napięcie Ube między bazą a emiterem tranzystora bipolarnego przy stałym prądzie kolektora ma ujemny współczynnik temperaturowy -2 mV/°C. Z kolei prąd drenu FET jest w obszarze mikroprądów ze względu na dryft temperaturowy napięcia odcięcia. równa około +2 mV/°C, zależy od temperatury ze współczynnikiem około +10-3/°C. Prąd ten przepływający przez rezystor R2 stabilizatora powoduje spadek napięcia, który przy określonej wartości rezystancji R2 będzie miał współczynnik temperaturowy +2 mV / ° C. Zatem napięcie wyjściowe równe Uout \u3d (UBE2 + UR4) (R5 / R1 + 3) prawie nie będzie zależeć od temperatury (UBE3 to napięcie na złączu emitera tranzystora VT2). Najmniejszą wartość współczynnika temperaturowego można uzyskać przy starannym doborze rezystora RXNUMX.

Aby zapewnić niezawodne działanie jednostki kompensacji termicznej, konieczne jest utrzymanie różnicy temperatur między złączami pn tranzystorów VT1 i VT3 na minimalnym poziomie (nie więcej niż 0,05 ° C). Problem ten można rozwiązać najprościej, zapewniając kontakt termiczny między obudowami tych tranzystorów. Ale ten środek nie zawsze jest uzasadniony i może być niepotrzebny. Jeśli nie ma czynników, które mogą powodować gradient termiczny (blisko położone części grzewcze, na przykład radiatory mocnych tranzystorów), wówczas obudowy tranzystorów VT1 i VT3, nawet zainstalowane osobno, będą miały tę samą temperaturę z dokładnością do kilku setnych stopnia. Ich własna moc cieplna uwalniana w nich nie przekracza 30 μW, a to prowadzi do wzrostu temperatury kryształu półprzewodnika o nie więcej niż 0,03°C (typowa wartość oporu cieplnego złącza - otoczenia, dla niskich -moc tranzystorów wynosi 0,5...1 S/mW). Pokazuje to, że wysoką stabilność termiczną napięcia wyjściowego można w niektórych przypadkach zapewnić nawet bez kontaktu termicznego między obudowami tranzystorów VT1 i VT3.

Przy wyborze części do stabilizatorów należy zwrócić szczególną uwagę na dobór tranzystorów polowych według napięcia odcięcia. W przypadku pierwszej wersji stabilizatora (ryc. 1) musi to być więcej niż 2 V. Tranzystor VT1 w drugiej wersji (ryc. 2) musi mieć napięcie odcięcia w granicach 0,6 ... 1 V, VT2 - 1,8 ... 2,2 ,3 V. VT1 - 3 V. Nie ma innych specjalnych wymagań dla tranzystorów, dlatego zamiast KP303E można zastosować tranzystory z serii KP302 i KP307, zamiast KT315G - KT3102G - KT3102E , KT342B, KT342V.

Ponieważ stabilizator prądu VT1VT2R1 (ryc. 2) jest urządzeniem z dwoma zaciskami, zamiast tranzystorów polowych z kanałem p można zastosować tranzystory z kanałem n, przestrzegając pożądanej polaryzacji przełączania.

Jako zamiennik dla K154UD1B OU można polecić K140UD12 i KR1407UD2, ale mają inny układ pinów i dopuszczalny prąd obciążenia mniejszy niż 1 mA. Kondensator korekcyjny C1 - dowolna seria ceramiczna KM-5, KM-6 itp.

Przy niskich wymaganiach dotyczących stabilności czasowej i temperaturowej napięcia wyjściowego w stabilizatorach lepiej jest stosować rezystory MLT-0,125 lub MLT-0,25 z tolerancją 5%, w przeciwnym razie wszystkie rezystory (z wyjątkiem R3 na ryc. 2) muszą być precyzyjne, na przykład C2 -13-0,25 z tolerancją 0,1%.

Założenie stabilizatorów polega na ustawieniu żądanej wartości napięcia wyjściowego poprzez dobór stosunku rezystancji rezystorów obwodu sprzężenia zwrotnego. W każdym stabilizatorze podjęto działania mające na celu wyeliminowanie samowzbudzenia przy wysokiej częstotliwości poprzez włączenie kondensatorów korekcyjnych C1 o małej pojemności w obwód ujemnego sprzężenia zwrotnego. Niemniej jednak nie można wykluczyć możliwości pojawienia się pokolenia pasożytniczego. Jest to możliwe, jeśli na wyjściu znajdują się stabilizatory obciążenia o pojemności 500 pF ... 0,1 mikrofaradów. Aby wyeliminować generowanie pasożytów, wystarczy włączyć kondensator tlenkowy o pojemności 1 ... 10 mikrofaradów równolegle z obciążeniem stabilizatora.

Autor: S. Fedichin

Zobacz inne artykuły Sekcja Ochronniki przeciwprzepięciowe.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum nadmuchiwany piekarnik 01.01.2003 Amerykańska firma Soltac wypuściła nadmuchiwany piekarnik słoneczny. Jest to „bańka” aluminizowanej folii poliestrowej, która po nadmuchaniu przyjmuje postać parabolicznego kolektora słonecznego. Kocioł o objętości półtora litra, ustawiony w centrum uwagi, gotuje się przez półtorej godziny na środkowych szerokościach geograficznych - oczywiście tylko w słoneczny dzień. Do pieca dołączony jest specjalny czarny garnek z powłoką teflonową wewnątrz, w którym cała konstrukcja jest pakowana podczas przenoszenia.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Zmysł węchu pomoże zdiagnozować stan mózgu

▪ Perfekcjonizm prowadzi do bezsenności

▪ Właściciele BlackBerry mogą rozmawiać za darmo

▪ 3D w kieszeni - na razie tylko drogie oferty

▪ LG Optimus Pro G

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część serwisu Transfer danych. Wybór artykułu

▪ artykuł Jawaharlala Nehru. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Dlaczego pszczoły żądlą? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Ochrona pracy pracowników organów spraw wewnętrznych

▪ artykuł Finansowanie projektu energetyki wiatrowej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Cudowny gwizdek. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024