kanin. 8. Basic circuit diagram para sa paglipat sa KR142EN1 regulator
Ang reference na boltahe sa pin 5 ng microcircuit ay tungkol sa 2 V, at ang boltahe divider na kinuha mula sa reference na zener diode ay kasama sa microcircuit. Dahil dito, kapag nagtatayo ng mga stabilizer na may mga boltahe ng output mula 3 hanggang 30 V, ang parehong circuit ng koneksyon na may panlabas na output boltahe divider ay ginagamit. Bilang karagdagan, tandaan namin na ang KR142EN1.2 microcircuit ay may mga libreng terminal hindi lamang para sa pag-invert (pin 3), ngunit din non-inverting (output 4) amplifier input, na pinapasimple ang negatibong boltahe stabilizer gamit ang IC na ito. Ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng KRN2ESH,2 microcircuit at ng 142EN1.2 microcircuit ng isang naunang release.
Panlabas na transistor V T1- ito ay isang tagasunod ng emitter para sa pagtaas ng kasalukuyang load sa 1...2 A. Kung ang isang kasalukuyang ng hindi hihigit sa 50 mA ay kinakailangan, pagkatapos ay ang transistor ay dapat na hindi kasama gamit ang pin 8 microcircuits sa halip na ang emitter terminal ng transistor V T1.
Ang microcircuit ay naglalaman ng isang transistor na nagpoprotekta sa output stage mula sa overcurrent. Kasalukuyang naglilimita sa paglaban ng risistor R4 ay pinili batay sa pagbaba ng boltahe sa kabuuan nito na 0.66 V kapag dumadaloy ang emergency na kasalukuyang. Kung walang tagasunod ng transducer na si V T1 ang isang risistor ay dapat na naka-install R4 pagtutol 10 ohms.
Upang lumikha ng isang "pagbagsak" na katangian ng labis na karga kasalukuyang limitasyon, ikonekta ang isang divider R2R3 at gumawa ng mga kalkulasyon ayon sa mga sumusunod na dependency:
Halimbawa, I max = 0.6 A (set); I K3 - 0.2 A (pumili ng hindi bababa sa 1/3 I max); U bE =0.66 V; U out =12 V (set); a = 0.11 (ayon sa pagkalkula); R3= 10 kOhm (karaniwang halaga); R2= 1.24 kOi; R4= 3.7 Ohm.
Ang microcircuit ay mayroon ding pin 14 para sa Stabilizer Control. Kung maglalapat ka ng isang antas ng TTL + (2.5...5) V sa input na ito, bababa sa zero ang output voltage ng stabilizer. Upang maiwasan ang reverse current sa pagkakaroon ng capacitive load mula sa pagsira sa output transistor, isang diode V D1.
Kapasitor C1 na may kapasidad na 3.3...10 μm ay pinipigilan ang ingay ng zener diode, ngunit hindi kinakailangan ang pag-install nito. Kapasitor C2(capacitance hanggang 0.1 microns) - elemento ng pagwawasto ng dalas; ito ay pinahihintulutang ikonekta ang output sa halip 13 na may ground wire sa pamamagitan ng serial RC circuit na 360 Ohms (maximum) at 560 pF (minimum).
Batay sa KR142ESH.2 microcircuits (Larawan 8), maaaring malikha ang mga negatibong stabilizer ng boltahe (Larawan 9).
Larawan 9. Pagpapatatag ng negatibong boltahe
Sa kasong ito, ang zener diode V D1 inililipat ang antas ng boltahe sa pin 8 may kaugnayan sa input boltahe. Transistor base kasalukuyang V T1 hindi dapat lumampas sa maximum na pinahihintulutang kasalukuyang ng zener diode, kung hindi man ay dapat gamitin ang isang composite transistor.
Ang malawak na mga kakayahan ng KR142EN1,2 microcircuits ay ginagawang posible na lumikha ng mga relay boltahe stabilizer batay sa kanila, isang halimbawa kung saan ay ibinigay sa Fig. 10.
kanin. 10. Relay boltahe stabilizer
Sa naturang stabilizer, ang boltahe ng sanggunian, tulad ng sa stabilizer ayon sa diagram sa Fig. 8, itinakda ng divider R4R5, at ang amplitude ng output voltage ripple sa load ay itinakda ng isang auxiliary divider R2R3 at katumbas ng &U=U B x-R4IR3. Ang dalas ng mga self-oscillations ay tinutukoy mula sa parehong mga pagsasaalang-alang tulad ng para sa stabilizer ayon sa circuit sa Fig. 7. Dapat lamang na tandaan na ang kasalukuyang load ay hindi maaaring mag-iba sa loob ng malawak na mga limitasyon, kadalasan ay hindi hihigit sa dalawang beses sa na-rate na halaga. Ang bentahe ng mga relay stabilizer ay ang kanilang mataas na kahusayan.
Kinakailangang isaalang-alang ang isa pang klase ng mga stabilizer - kasalukuyang mga stabilizer, na nagko-convert ng boltahe sa kasalukuyang anuman ang mga pagbabago sa paglaban ng pagkarga. Kabilang sa mga naturang stabilizer na nagbibigay-daan sa pag-grounding ng load, tandaan namin ang stabilizer ayon sa diagram sa Fig. labing-isa.
kanin. labing-isa. Kasalukuyang stabilizer sa op-amp
Stabilizer load kasalukuyang I u =U B-x .lRl. Nang kawili-wili, kung ang boltahe U BX serve sa inverting input, kung gayon ang direksyon lamang ng kasalukuyang ang magbabago nang hindi binabago ang halaga nito.
Ang mas makapangyarihang kasalukuyang mga mapagkukunan ay kinabibilangan ng pagkonekta ng mga transistor ng amplification sa op-amp. Sa Fig. Ang 12 ay nagpapakita ng isang diagram ng kasalukuyang pinagmulan, at sa Fig. 13 - kasalukuyang receiver circuit.
kanin. 12. Katumpakan kasalukuyang source circuit; input boltahe - negatibo
Larawan 13. Katumpakan kasalukuyang drain circuit; input boltahe - positibo
Sa parehong mga aparato, ang kasalukuyang lakas ay tinutukoy sa pamamagitan ng pagkalkula sa parehong paraan tulad ng sa nakaraang bersyon ng stabilizer. Ang kasalukuyang ito, mas tiyak, ay nakasalalay lamang sa boltahe ng Uin at ang halaga ng risistor R1, mas mababa ang input current ng op-amp at mas mababa ang control current ng una (pagkatapos ng op-amp) transistor, na kung saan ay pinili bilang isang field-effect transistor. Ang kasalukuyang load ay maaaring umabot sa 100 mA.
Ang circuit ng isang simpleng malakas na kasalukuyang pinagmumulan para sa isang charger ay ipinapakita sa Fig. 14.
kanin. 14. Mataas na mapagkukunan ng kasalukuyang kapangyarihan
Dito R4- kasalukuyang-pagsukat ng wire risistor. Rated load kasalukuyang I n =ДU/R4 = 5 At ito ay naka-install. humigit-kumulang sa gitnang posisyon ng slider ng risistor R1. Kapag nagcha-charge ng baterya ng kotse, ang boltahe Uin>18 V nang hindi isinasaalang-alang ang mga ripples ng rectified alternating boltahe. Sa ganoong device, dapat gumamit ng op-amp na may input voltage range hanggang sa positive supply voltage. Ang OU K553UD2, K153UD2, K153UD6, pati na rin ang KR140UD18 ay may mga ganoong kakayahan.
Panitikan
Bokunyaev A. A. Relay constant voltage stabilizers - M: Energy, 1978, 88 p.
Rutkswski J. Pinagsamang operational amplifier. - M.: Mir, 1978, 323 p.
Khorolats P, Hill W. The Art of Circuit Engineering, vol 1. - M.; Mundo, - 1986, 598 p.
Spencer R Low-cost, zero-ripple power supply. - Electronics, 1973, No. 23, p.
Shilo V. L Linear integrated circuits. - M. Sov. Radyo, 1979, 368 p.
V. Krylov
KONSTRUKSIYON NG BIPOLARY VOLTAGE STABILIZERS SA OPAMP
Ang mga operational amplifier (OA) ay lalong ginagamit sa isang malawak na iba't ibang bahagi ng amateur radio equipment, kabilang ang mga nagpapatatag na power supply. Ginagawang posible ng mga op amp na kapansin-pansing taasan ang mga indicator ng kalidad ng mga stabilizer at ang pagiging maaasahan ng mga ito sa pagpapatakbo. ang paggamit ng mga op-amp sa mga stabilizer ay mababasa sa magazine na "Radio" (1975, No. 12, pp. 51, 52 at 1980, No. 3, pp. 33 - 35 Inilalarawan ng artikulo sa ibaba ang pagbuo ng mga bipolar stabilizer gamit ang mga op-amp.
Ang pinakasimpleng ay bipolar, ang isang boltahe stabilizer ay maaaring makuha mula sa dalawang magkaparehong unipolar, tulad ng ipinapakita sa Fig. 1.
kanin. 1. Scheme ng isang stabilizer na binuo mula sa dalawang magkatulad na unipolar
Ang bipolar stabilizer na ito ay maaaring magbigay ng kasalukuyang hanggang 0.5 A para sa bawat isa sa mga arm Ang stabilization coefficient kapag ang input voltage ay nagbabago ng ±10% ay 4000. Kapag ang load resistance ay nagbabago mula sa zero hanggang sa maximum, ang output voltage ng stabilizer ay nagbabago. ng hindi hihigit sa 0.001%, t i.e. ang output resistance nito ay hindi lalampas sa 0.3 MOhm. Output boltahe ripple na may dalas ng 100 Hz sa pinakamataas na kasalukuyang load - hindi hihigit sa 1 mV (double amplitude).
Ang bentahe ng pamamaraang ito ng pagbuo ng isang bipolar stabilizer ay halata - ang posibilidad ng paggamit ng parehong uri ng mga elemento para sa parehong mga armas. Ang kawalan ay ang input ng AC boltahe na pinagmumulan sa kasong ito ay hindi dapat magkaroon ng isang karaniwang punto, sa madaling salita, dalawang pangalawang windings sa mains transpormer, dalawang magkahiwalay na rectifier at isang four-wire stabilizer na may mga rectifier, ay kinakailangan.
Upang bawasan ang mga wire sa pagkonekta sa tatlo, kailangan mo ng isang elemento ng regulasyon (transistors V4, V5) ilipat ang ibabang braso ng stabilizer ayon sa Diagram mula sa positibo hanggang sa negatibong kawad (ang itaas ay nananatiling hindi nagbabago). Magagawa ito sa pamamagitan ng paggamit ng mga transistor ng ibang istraktura: n - R -n para sa transistor V4 At R-n - R Para sa V5 (Larawan 2, a). Op amp output boltahe A2 sa kasong ito, magiging negatibo ito sa karaniwang wire. Ayon sa mga parameter na ito. halos walang pinagkaiba sa inilarawan sa itaas.
Tandaan na sa ipinahiwatig na paglipat ng elementong nagre-regulate, maaari nating limitahan ang ating sarili sa pagpapalit lamang ng isa sa mga transistor, lalo na. V5, kung i-on mo ang isang compound transistor na nagre-regulate ayon sa circuit (Fig. 2, b)- sa parehong oras, malakas na nagre-regulate ng mga transistor sa magkabilang braso ng stabilizer (VI At V4 ayon sa fig. 2, a) mananatiling pareho. Ang koepisyent ng pag-stabilize na may tulad na pagbabago ng elemento ng pag-regulate ay halos nananatiling pareho (mga 4000), ngunit ang output resistance ng lower arm ay maaaring tumaas, dahil kapag lumipat sa isang composite regulating transistor, ang kalamangan na likas sa kumbinasyon ng dalawang transistor ng iba't ibang istruktura sa elementong nagre-regulate ang nawala (higit pa tungkol dito tingnan ang "Radio", 1975, No. 12, p. 51). Sa panahon ng pang-eksperimentong pagsubok ng mga stabilizer na isinasaalang-alang, naitala ito, halimbawa, isang tatlong beses na pagtaas sa resistensya ng output.
Ang makapangyarihang mga transistor na nagre-regulate ng parehong uri sa magkabilang braso ng isang bipolar stabilizer ay maaari ding gamitin kung, ayon sa circuit ng isang composite transistor, ang regulating element ng upper circuit ng stabilizer arm ay kasama (Fig. 2, c), nag-iiwan ng mga transistor ng iba't ibang mga istraktura sa isa pang stabilizer.
kanin. 2. Stabilizer circuit na pinapagana ng isang rectifier
kanin. 3. Stabilizer circuit na nagpapagana sa op-amp mula sa output voltage
Sa mga itinuturing na stabilizer, ang op-amp ay direktang pinapagana ng input unipolar na boltahe, ngunit ito ay posible lamang sa mga kaso kung saan ang input boltahe ay humigit-kumulang katumbas ng na-rate na boltahe ng supply ng op-amp. Kung ang una sa mga boltahe na ito ay lumampas sa pangalawa, kung gayon ang op-amp ay maaaring paandarin, halimbawa, mula sa pinakasimpleng parametric stabilizer na naglilimita sa input boltahe sa kinakailangang antas.1 Vol. kaso kapag ang supply boltahe ng bawat isa sa mga stabilizer arm ay lumalabas na mas mababa kaysa sa kinakailangan para ma-power ang op-amp. dapat kang lumipat sa pagpapakain nito ng bipolar na boltahe. Sa mga bipolar stabilizer ito ay ipinatupad na medyo simple.
Sa Fig. Ang Figure 3 ay nagpapakita ng isang circuit ng isang stabilizer, ang output bipolar boltahe na kung saan ay katumbas ng supply boltahe, na ginawang posible na kapangyarihan ang mga ito nang direkta mula sa output ng stabilizer. Mga transistor V3 At V8 magbigay ng amplification ng op-amp output boltahe sa kinakailangang antas, V4 pinoprotektahan ang emitter ng transistor V3 mula sa reverse boltahe, na maaaring lumitaw sa output ng op-amp (kasama ang bipolar power supply nito), halimbawa, sa mga lumilipas na proseso. Sa kaso kapag ang maximum na pinahihintulutang reverse boltahe sa pagitan ng emitter at ang base ng transistor ay lumampas sa supply boltahe ng op-amp, ang paggamit ng naturang diode ay hindi kailangan. Iyon ang dahilan kung bakit sa base transistor V8 walang diode.
Lokasyon ng reference na pinagmumulan ng boltahe (zener diodes V5 At V9) sa paghahambing sa dating itinuturing na stabilizer (tingnan ang Fig. 2, a) dito ito ay binago para sa upang mapanatili ang negatibong katangian ng feedback sa pagkakaroon ng karagdagang mga amplifier sa transistors V3 At V8. magiging negatibo din kung ang bawat isa sa mga stabilitron V5 At V9 kumonekta sa pagitan ng inverting input ng kaukulang op-amp at ng karaniwang wire ng stabilizer, ngunit sa kaso na isinasaalang-alang ang naturang koneksyon ay hindi katanggap-tanggap, dahil lalampas ito sa maximum na boltahe ng common-mode, na para sa op-amp K1UT401B ( bagong pangalan K.140UD1B) ay katumbas ng ±6 V.
Kapag pinapagana ang op-amp gamit ang boltahe ng output, dapat bigyan ng espesyal na pansin ang pagiging maaasahan ng startup ng stabilizer. Sa kaso na isinasaalang-alang, ang naturang pagsisimula ay nakasisiguro na kaagad pagkatapos ilapat ang input boltahe sa pamamagitan ng mga resistor ng pagkarga R2 At R9 ang mga base transistor ay tumutulo V2 At V7 ayon sa pagkakabanggit. Kasabay nito, ang mga elemento ng regulasyon ng mga arm ng stabilizer ay nakabukas, ang mga boltahe ng output ay tumataas, na nagpapakilala sa aparato sa operating mode.
Ang isang eksperimentong pagsubok ng stabilizer na ito ay nagbigay ng mga sumusunod na resulta: stabilization kapag ang input boltahe ay nagbago ng ± 10% ay lumampas sa 10,000, ang output resistance ay 3 MOhm.
Ang lahat ng mga stabilizer ng bipolar boltahe na tinalakay sa itaas ay isang kumbinasyon ng dalawang unipolar stabilizer na konektado ng isang karaniwang wire, ang mga boltahe ng output na kung saan ay independiyenteng nakatakda sa isa't isa. Sa ganitong pagtatayo ng isang bipolar stabilizer, mahirap tiyakin ang pagkakapantay-pantay ng mga boltahe ng mga braso nito kapag nagse-set up ng stabilizer at sa ilalim ng mga kondisyon ng pagpapatakbo nito. Sa ilang mga kaso, halimbawa, sa mga "-voltage" converter, ang bipolar stabilizer ay napapailalim sa napakataas na mga kinakailangan tungkol sa simetrya ng output boltahe nito na nauugnay sa karaniwang wire. Ang katuparan ng naturang mga kinakailangan ay medyo simple na sinisiguro sa isang stabilizer, ang diagram na kung saan ay ipinapakita sa Fig. 4.
kanin. 4. stabilizer na may simetriko output boltahe
Dito, ang itaas ayon sa diagram ay hindi naiiba sa itaas na braso ng nakaraang stabilizer (tingnan ang Fig. 3). iba ang pagkakagawa ng balikat. Ang inverting input ng op-amp ay konektado sa isang karaniwang wire, at, samakatuwid, ang boltahe sa input na ito ay zero. Dahil ang differential input voltage ng op-amp ay hindi gaanong mahalaga (ilang millivolts), ang boltahe sa non-inverting input ay magiging zero. Ngunit ang op-amp input na ito ay konektado sa midpoint ng boltahe divider R14 R15, konektado sa pagitan ng matinding mga terminal ng stabilizer; Dahil dito, ang ganap na halaga ng boltahe UOUT. n sa output ng lower arm ng stabilizer ay matutukoy ng sumusunod na expression:
kung saan Uout. n - pag-igting ng itaas na braso.
Kung ang mga resistensya ng mga resistors ay pantay R14 At R15 Ang output ng mas mababang braso ay awtomatikong itinakda katumbas ng boltahe ng itaas, at ang aparato ay patuloy na "sinusubaybayan" ang halaga nito. Halimbawa, kung gumagamit tayo ng trimmer resistor R8 taasan ang boltahe UOut. c, hahantong ito sa pagtaas ng boltahe sa non-inverting input ng op-amp A2 at, samakatuwid, sa output nito. Kung saan V8 magsisimulang magsara, ang boltahe sa nagre-regulate na transistor V6 bababa. Ang boltahe ng output ng ibabang bahagi ay tataas sa isang antas kung saan ang boltahe sa non-inverting input ng op-amp A2 ay muling magiging katumbas ng zero, i.e. sa bagong itinatag na antas UВИХ. B.
Kaya, sa bipolar stabilizer na isinasaalang-alang, ang boltahe sa output ng parehong mga armas ay na-injected ng isang trimming resistor R8, at ang pagkakapantay-pantay ng mga ganap na halaga ng positibo at negatibong mga boltahe ng output sa R14 = R15 ay tinutukoy lamang ng katumpakan ng klase ng mga resistors na ito.
Sa mga tuntunin ng mga tagapagpahiwatig ng kalidad nito, ang stabilizer ay hindi naiiba mula sa nauna.
Ang matatag na boltahe ng supply ay isang kinakailangang kondisyon para sa wastong operasyon ng maraming mga elektronikong aparato. Upang patatagin ang DC boltahe sa buong load kapag ang mains boltahe ay nagbabago at ang kasalukuyang natupok ng load ay nagbabago, ang DC voltage stabilizer ay inilalagay sa pagitan ng rectifier na may filter at ng load (consumer).
Ang output boltahe ng stabilizer ay depende sa parehong input boltahe ng stabilizer at ang load current (output current):
Hanapin natin ang kabuuang pagkakaiba ng pagbabago sa boltahe kapag nagbabago at:
Hatiin natin ang kanan at kaliwang bahagi sa , at paramihin at hatiin din ang unang termino sa kanang bahagi ng , at ang pangalawang termino sa .
Ipinapakilala ang notasyon at pagpasa sa may hangganang pagdaragdag, mayroon kami
Narito ang stabilization coefficient na katumbas ng ratio ng mga increment ng input at output voltages sa mga relative units;
Panloob (output) na pagtutol ng stabilizer.
Ang mga stabilizer ay nahahati sa parametric at compensation.
Ang isang parametric stabilizer ay batay sa paggamit ng isang elemento na may hindi linear na katangian, halimbawa isang semiconductor zener diode (tingnan ang § 1.3). Ang boltahe sa zener diode sa lugar ng reversible electrical breakdown ay halos pare-pareho na may makabuluhang pagbabago sa reverse current sa pamamagitan ng device.
Ang diagram ng parametric stabilizer ay ipinapakita sa Fig. 5.10, a.
kanin. 5.10. Parametric stabilizer (a), ang katumbas nitong circuit para sa mga increment (b) at ang mga panlabas na katangian ng rectifier na may stabilizer (curve 2) at walang stabilizer (curve ) (c)
Ang input boltahe ng stabilizer ay dapat na mas malaki kaysa sa stabilization boltahe ng zener diode. Upang limitahan ang kasalukuyang sa pamamagitan ng zener diode, ang isang ballast resistor ay naka-install Ang output boltahe ay inalis mula sa zener diode. Ang bahagi ng input boltahe ay nawala sa buong risistor, ang natitira ay inilapat sa pagkarga:
Isinasaalang-alang namin iyon, nakukuha namin
Ang pinakamalaking kasalukuyang dumadaloy sa zener diode sa
Ang pinakamaliit na kasalukuyang dumadaloy sa zener diode sa
Kung ang mga kondisyon ay natutugunan - zener diode na mga alon na nililimitahan ang seksyon ng pagpapapanatag, ang boltahe sa buong load ay matatag at pantay. Mula sa .
Habang tumataas ang kasalukuyang, tumataas ang pagbaba ng boltahe ng . Habang tumataas ang resistensya ng pagkarga, bumababa ang kasalukuyang load, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng zener diode ay tumataas ng parehong halaga, ang pagbaba ng boltahe sa kabuuan at sa kabuuan ng pagkarga ay nananatiling hindi nagbabago.
Upang mahanap ito, bubuo kami ng isang katumbas na circuit para sa stabilizer sa Fig. 5.10, at para sa mga increment. Ang nonlinear na elemento ay gumagana sa seksyon ng stabilization, kung saan ang paglaban nito sa alternating current ay isang parameter ng device. Ang kapalit na circuit ng stabilizer ay ipinapakita sa Fig. . Mula sa katumbas na circuit na nakukuha natin
Isinasaalang-alang na sa stabilizer, mayroon kami
Upang mahanap , tulad ng kapag kinakalkula ang mga parameter ng mga amplifier (tingnan ang § 2.3), ginagamit namin ang katumbas na generator theorem at set , pagkatapos ay ang paglaban sa output ng stabilizer
Ang mga expression (5.16), (5.17) ay nagpapakita na ang mga parameter ng stabilizer ay tinutukoy ng mga parameter ng semiconductor zener diode (o iba pang device) na ginamit. Karaniwan para sa mga parametric stabilizer ay hindi hihigit sa 20-40, ngunit mula sa ilang ohms hanggang ilang daang ohms.
Sa ilang mga kaso, ang mga naturang tagapagpahiwatig ay lumalabas na hindi sapat, pagkatapos ay ginagamit ang mga compensatory stabilizer. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 5.11 ang isa sa mga pinakasimpleng circuit ng compensation stabilizer, kung saan ang load ay konektado sa input voltage source sa pamamagitan ng isang regulating nonlinear element, transistor V. Ang isang OS signal ay ibinibigay sa base ng transistor sa pamamagitan ng op-amp. Ang input ng op-amp ay tumatanggap ng mga boltahe mula sa isang high-resistance resistive divider at isang reference (reference) na boltahe.
kanin. 5.11. Ang pinakasimpleng circuit ng compensation stabilizer na may op-amp
Isaalang-alang natin ang pagpapatakbo ng stabilizer. Ipagpalagay natin na ang boltahe ay tumaas, na sinusundan ng pagtaas at Sa kasong ito, ang isang positibong pagtaas ng boltahe ay inilalapat sa inverting input ng op-amp, at isang negatibong pagtaas ng boltahe ay nangyayari sa output ng op-amp. Ang pagkakaiba sa pagitan ng base at emitter voltages ay inilalapat sa control emitter junction ng transistor V. Sa mode na aming isinasaalang-alang, ang transistor kasalukuyang V ay bumababa at ang boltahe ng output ay bumababa halos sa orihinal na halaga nito. Katulad nito, ang pagbabago sa mga output ay gagawin kapag tumataas o bumababa: magbabago, lilitaw ang kaukulang tanda, at magbabago ang kasalukuyang transistor. ay napakataas, dahil sa panahon ng operasyon ang operating mode ng zener diode ay halos hindi nagbabago at ang kasalukuyang sa pamamagitan nito ay matatag.
Ginagawa ang mga pampatatag ng boltahe ng kompensasyon sa anyo ng mga IC, na kinabibilangan ng isang nagre-regulate na nonlinear na elemento, transistor V, isang op-amp at mga circuit na nagkokonekta sa load sa input nito.
Sa Fig. 5.10, c ay nagpapakita ng panlabas na katangian ng isang pinagmumulan ng kuryente na may stabilizer, ang lugar ng pagtatrabaho nito ay limitado ng kasalukuyang mga halaga
Tulad ng alam mo, ang mga LED ay nangangailangan ng isang matatag na kasalukuyang upang mapangyari ang mga ito. Ang isang aparato na maaaring magbigay ng LEDs na may isang matatag na kasalukuyang ay tinatawag na isang LED driver. Ang artikulong ito ay nakatuon sa paggawa ng naturang driver gamit ang isang operational amplifier.
Kaya, ang pangunahing ideya ay upang patatagin ang pagbaba ng boltahe sa isang risistor ng isang kilalang halaga (sa aming kaso, R 3), na konektado sa serye na may load (LED). Dahil ang risistor ay konektado sa serye sa LED, ang parehong kasalukuyang dumadaloy sa kanila. Kung ang risistor na ito ay pinili sa paraang halos hindi ito uminit, kung gayon ang paglaban nito ay mananatiling hindi nagbabago. Kaya, sa pamamagitan ng pag-stabilize ng pagbaba ng boltahe sa kabuuan nito, pinapatatag namin ang parehong kasalukuyang sa pamamagitan nito at, nang naaayon, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng LED.
Ano ang kinalaman ng operational amplifier dito? Oo, sa kabila ng katotohanan na ang isa sa mga kahanga-hangang katangian nito ay ang op-amp ay may gawi sa isang estado kung saan ang pagkakaiba ng boltahe sa mga input nito ay zero. At ginagawa nito ito sa pamamagitan ng pagpapalit ng boltahe ng output nito. Kung ang pagkakaiba U 1 -U 2 ay positibo, ang output boltahe ay tataas, at kung ito ay negatibo, ito ay bababa.
Isipin natin na ang ating circuit ay nasa isang tiyak na estado ng balanse kapag ang boltahe sa output ng op-amp ay katumbas ng Uout. Sa kasong ito, ang isang kasalukuyang I n ay dumadaloy sa load at sa risistor. Kung sa ilang kadahilanan ay tumaas ang kasalukuyang sa circuit (halimbawa, kung bumababa ang paglaban ng LED dahil sa pag-init), magdudulot ito ng pagtaas sa pagbaba ng boltahe sa risistor R 3 at, nang naaayon, isang pagtaas sa boltahe sa ang inverting input ng op-amp. May lalabas na negatibong pagkakaiba sa boltahe (error) sa pagitan ng mga op-amp input, at sa pagsisikap na mabayaran ito, babawasan ng op-amp ang output voltage. Gagawin ito hanggang sa maging pantay ang mga boltahe sa mga input nito, i.e. hanggang sa ang pagbaba ng boltahe sa risistor R 3 ay maging katumbas ng boltahe sa non-inverting input ng op-amp.
Kaya, ang buong gawain ay bumaba sa pag-stabilize ng boltahe sa non-inverting input ng op-amp. Kung ang buong circuit ay pinalakas ng isang matatag na boltahe U p, kung gayon ang isang simpleng divider (tulad ng sa diagram 1) ay sapat para dito. Ang divider ay konektado sa isang matatag na boltahe, pagkatapos ay ang output ng divider ay magiging matatag din.
Mga kalkulasyon: Para sa mga kalkulasyon, pumili tayo ng totoong halimbawa: sabihin nating gusto nating paganahin ang dalawang super-bright na backlight na LED ng isang Nokia cell phone mula sa boltahe Up=12V (isang mahusay na flashlight para sa isang kotse). Kailangan nating makakuha ng kasalukuyang 20 mA sa bawat LED, at sa parehong oras mayroon tayong dual LM833 operational amplifier na natanggal mula sa motherboard. Sa kasalukuyang ito, ang aming mga LED ay kumikinang nang mas maliwanag kaysa sa isang telepono, ngunit hindi sila masusunog; Isasagawa namin ang pagkalkula para sa isang channel ng opamp, dahil para sa pangalawa ito ay ganap na katulad.
boltahe sa non-inverting input: U 1 =U p *R 2 /(R 1 +R 2)
boltahe sa inverting input: U 2 =I n *R 3
mula sa kondisyon ng pagkakapantay-pantay ng mga stress sa isang estado ng balanse:
U 1 =U 2 => I n =U p *R 2 /R 3 *1/(R 1 +R 2)
 Paano pumili ng mga halaga ng elemento? Una, valid lang ang expression para sa U 1 kung ang input current ng op-amp = 0. Iyon ay, para sa ideal na op-amp. Upang balewalain ang input current ng isang tunay na op-amp, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng divider ay dapat na hindi bababa sa 100 beses na mas malaki kaysa sa input current ng op-amp. Ang halaga ng kasalukuyang input ay maaaring tingnan sa datasheet; karaniwang para sa mga modernong op-amp maaari itong mula sa sampu-sampung picoamp hanggang sa daan-daang nanoamp (para sa aming kaso, input bias current max=1 µA). Iyon ay, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng divider ay dapat na hindi bababa sa 100..200 μA. Pangalawa, sa isang banda, ang mas malaking R3, mas sensitibo ang aming circuit sa mga pagbabago sa kasalukuyang, ngunit sa kabilang banda, ang pagtaas sa R3 ay binabawasan ang kahusayan ng circuit, dahil ang risistor ay nagwawakas ng kapangyarihan na proporsyonal sa paglaban. Ipagpalagay namin na hindi namin nais na ang pagbaba ng boltahe sa risistor ay higit sa 1V. |
 Kaya, hayaan ang R 1 =47 kOhm, pagkatapos ay isinasaalang-alang ang katotohanan na U 1 =U 2 =1V, mula sa expression para sa U 1 ay nakukuha namin ang R 2 =R 1 /(U p /U 1 -1) = 4.272 - > mula sa karaniwang serye pumili ng 4.3 kOhm risistor. Mula sa expression para sa U 2 makikita natin ang R 3 =U 2 /I n =50 -> pumili ng 47 Ohm risistor. Suriin natin ang kasalukuyang sa pamamagitan ng divider: I d = U p / (R 1 + R 2) = 234 μA, na angkop sa amin. Power dissipated by R 3: P = I n 2 * R 3 = 18.8 mW, na medyo katanggap-tanggap din. Para sa paghahambing, ang pinakakaraniwang MLT-0.125 resistors ay na-rate sa 125 mW. |
Tulad ng nabanggit na, ang circuit na inilarawan sa itaas ay idinisenyo para sa stable na power supply U p. Ano ang gagawin kung ang power supply ay HINDI stable. Ang pinakasimpleng solusyon ay palitan ang risistor R2 ng divider na may zener diode. Ano ang mahalagang isaalang-alang sa kasong ito?
Una, mahalaga na ang zener diode ay maaaring gumana sa buong saklaw ng boltahe ng supply. Kung ang kasalukuyang sa pamamagitan ng R 1 D 1 ay masyadong maliit, ang boltahe sa zener diode ay magiging mas mataas kaysa sa stabilization boltahe, nang naaayon, ang output boltahe ay makabuluhang mas mataas kaysa sa kinakailangan at ang LED ay maaaring masunog. Kaya, kinakailangan na sa U p min ang kasalukuyang sa pamamagitan ng R 1 D 1 ay mas malaki kaysa sa o katumbas ng I st min (nalaman namin ang pinakamababang kasalukuyang stabilization mula sa datasheet para sa zener diode).
R 1 max = (U p min -U st)/I st min
Pangalawa, sa pinakamataas na boltahe ng supply, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng zener diode ay hindi dapat mas mataas kaysa sa Ist max (ang aming zener diode ay hindi dapat masunog). Yan ay
R 1 min =(U p max -U st)/I st max
At sa wakas, pangatlo, ang boltahe sa isang tunay na zener diode ay hindi eksaktong katumbas ng U st - ito, depende sa kasalukuyang, ay nag-iiba mula sa U st min hanggang U st max. Alinsunod dito, ang pagbaba sa risistor R 3 ay nagbabago rin mula sa U st min hanggang U st max. Dapat din itong isaalang-alang, dahil mas malaki ang ΔU st, mas malaki ang kasalukuyang error sa regulasyon, depende sa boltahe ng supply.
Well, okay, nakipag-usap kami sa maliliit na alon, ngunit paano kung kailangan namin ng isang kasalukuyang sa pamamagitan ng LED na hindi 20, ngunit 500 mA, na lumampas sa mga kakayahan ng op-amp? Dito, masyadong, ang lahat ay medyo simple - ang output ay maaaring palakihin gamit ang isang maginoo na bipolar o field-effect transistor, ang lahat ng mga kalkulasyon ay nananatiling hindi nagbabago. Ang tanging malinaw na kondisyon ay ang transistor ay dapat makatiis sa kinakailangang kasalukuyang at pinakamataas na boltahe ng supply.
Well, iyon lang siguro. Good luck! At sa anumang pagkakataon, itapon ang iyong lumang basura sa radyo - marami pa kaming magagandang bagay sa hinaharap.
Ang bentahe ng PWM controllers gamit ang operational amplifier ay halos anumang op-amp ay maaaring gamitin (sa isang tipikal na switching circuit, siyempre).
Ang antas ng epektibong boltahe ng output ay kinokontrol sa pamamagitan ng pagbabago ng antas ng boltahe sa non-inverting input ng op-amp, na nagpapahintulot sa circuit na magamit bilang isang mahalagang bahagi ng iba't ibang boltahe at kasalukuyang regulator, pati na rin ang mga circuit na may malambot pag-aapoy at pagpapatay ng mga lamp na maliwanag na maliwanag.
Scheme ito ay madaling ulitin, hindi naglalaman ng mga bihirang elemento, at kung ang mga elemento ay nasa maayos na pagkakasunud-sunod, ito ay magsisimulang gumana kaagad, nang walang pagsasaayos. Ang power field-effect transistor ay pinili ayon sa kasalukuyang load, ngunit upang mabawasan ang thermal power dissipation ipinapayong gumamit ng mga transistor na idinisenyo para sa mataas na kasalukuyang, dahil mayroon silang pinakamaliit na pagtutol kapag bukas.
Ang lugar ng radiator para sa isang field-effect transistor ay ganap na tinutukoy ng pagpili ng uri nito at ang kasalukuyang load. Kung ang circuit ay gagamitin upang i-regulate ang boltahe sa mga on-board network + 24V, upang maiwasan ang pagkasira ng gate ng field-effect transistor, sa pagitan ng kolektor ng transistor VT1 at shutter VT2 dapat mong i-on ang isang risistor na may pagtutol na 1 K, at ang risistor R6 shunt sa anumang angkop na 15 V zener diode, ang natitirang mga elemento ng circuit ay hindi nagbabago.
Sa lahat ng naunang tinalakay na mga circuit, ginagamit ang isang power field-effect transistor n- channel transistors, bilang ang pinakakaraniwan at may pinakamahusay na mga katangian.
Kung kinakailangan upang ayusin ang boltahe sa isang pagkarga, ang isa sa mga terminal na kung saan ay konektado sa lupa, pagkatapos ay ginagamit ang mga circuit kung saan n- Ang channel field-effect transistor ay konektado bilang drain sa + ng power source, at ang load ay naka-on sa source circuit.
Upang matiyak ang posibilidad na ganap na mabuksan ang field-effect transistor, ang control circuit ay dapat maglaman ng isang yunit para sa pagtaas ng boltahe sa mga gate control circuit sa 27 - 30 V, tulad ng ginagawa sa mga dalubhasang microcircuits U 6 080B ... U6084B, L9610, L9611 , pagkatapos ay sa pagitan ng gate at source ay magkakaroon ng boltahe ng hindi bababa sa 15 V. Kung ang load current ay hindi lalampas sa 10A, maaari mong gamitin ang power field p - channel transistors, ang saklaw ng kung saan ay mas makitid dahil sa mga teknolohikal na dahilan. Ang uri ng transistor sa circuit ay nagbabago din VT1 , at ang katangian ng pagsasaayos R7 baligtad. Kung sa unang circuit ang isang pagtaas sa control boltahe (ang variable na risistor slider ay gumagalaw sa "+" ng pinagmumulan ng kapangyarihan) ay nagiging sanhi ng pagbawas sa output boltahe sa pagkarga, pagkatapos ay sa pangalawang circuit ang relasyon na ito ay kabaligtaran. Kung ang isang tiyak na circuit ay nangangailangan ng isang kabaligtaran na pag-asa ng output boltahe sa input boltahe mula sa orihinal, kung gayon ang istraktura ng mga transistor sa mga circuit ay dapat baguhin VT1, ibig sabihin, transistor VT1 sa unang circuit kailangan mong kumonekta bilang VT1 para sa pangalawang scheme at vice versa.
