تثبیت کننده ولتاژ قدرتمند با محافظ. تنظیم کننده ولتاژ قابل تنظیم با محدودیت جریان خروجی قابل تنظیم. حفاظت در برابر جریان اضافه با استفاده از اپتوکوپلر دینیستور

راندمان تثبیت کننده به مقدار بازده بستگی دارد - هر چه بالاتر باشد، بهتر است. برای مدل های مختلف، پارامتر در محدوده 80 تا 90٪ است. بالاترین راندمان در مدل های الکترومکانیکی ذاتی است و به 97 درصد می رسد. با مصرف برق کم، قادر به پشتیبانی از کار مصرف کنندگان با توان کل بالا هستند.

ابعاد و نوع نصب

بیشتر تثبیت کننده ها برای نصب کف طراحی شده اند، زیرا مدل های حجیم دارای ابعادی بیش از 1 متر طول و عرض هستند. لوازم خانگی کوچک را می توان به دیوار نصب کرد. آنها بدن نازکی دارند که ضخامت آن معمولاً بیش از 8 - 10 سانتی متر نیست.

ویژگی های طراحی

هنگام خرید استابلایزر باید به کلاس حفاظت در برابر آب توجه کرد. اگر خطر نفوذ رطوبت وجود نداشته باشد، می توانید یک مدل در یک کیس آب بندی نشده (IP20) خریداری کنید. هنگامی که احتمال ورود آب وجود دارد، تثبیت کننده ها در طراحی ضد رطوبت (از IP21 تا IP24) انتخاب می شوند. اگر قرار است دستگاه در فضای باز یا در یک اتاق گرم نشده استفاده شود، یک تثبیت کننده در یک نسخه آب و هوایی انتخاب می شود - کیس آن می تواند دمای زیر صفر را تحمل کند. مدل هایی برای نصب در اتاق های گرم طراحی شده اند تا فقط در دمای مثبت کار کنند.
اگر قرار است از تثبیت کننده برای مدت طولانی استفاده شود، نیاز به سیستم خنک کننده دارد. موثرترین تهویه اجباری کیس است. با آن، چنین دستگاهی به دلیل گرمای بیش از حد خاموش نمی شود. بسیاری از مدل ها دارای خنک کننده غیرفعال هستند - این زمانی توجیه می شود که تجهیزات برای چرخه های کاری کوتاه مدت طراحی شده باشند.

سیستم های کنترل و حفاظت

تثبیت کننده ولتاژ ورودی و خروجی را کنترل می کند، مقادیر آن بر روی صفحه نمایش داده می شود، جایی که یک ولت متر مکانیکی یا الکترونیکی وجود دارد.
سیستم خاموش شدن خودکار زمانی فعال می شود که خطر اضافه بار، گرمای بیش از حد یا اتصال کوتاه وجود داشته باشد. از آسیب رسیدن به تثبیت کننده و دستگاه های متصل به آن جلوگیری می کند.
این پنل همچنین دو نشانگر نور را ارائه می دهد - هشدارهای روشن و خطا. مدل‌های دارای ریزپردازنده تعبیه‌شده، نظارت دائمی بر پارامترهای عملیاتی دستگاه، شبکه و بار متصل را فراهم می‌کنند.

مقاله مرجع بر اساس نظر کارشناسی نویسنده.

بگو در:
ما یک منبع تغذیه قدرتمند با کیفیت بالا و کاربردی را مورد توجه شما قرار می دهیم. برای تغذیه برخی از دستگاه های رادیویی، گاهی اوقات به یک منبع تغذیه با افزایش نیاز برای سطح حداقل موج خروجی و پایداری ولتاژ نیاز است. برای تهیه آنها، منبع تغذیه باید روی عناصر گسسته انجام شود. طرح فوق جهانی است و بر اساس آن می توان یک منبع تغذیه با کیفیت بالا برای هر ولتاژ و جریان در بار ایجاد کرد.
عکس. 1
منبع تغذیه بر روی یک تقویت کننده عملیاتی دوگانه پرکاربرد (KR140UD20A) و سه ترانزیستور قدرت VT1-VT3 N-P-N-رسانایی مونتاژ می شود. در این مورد، مدار دارای حفاظت جریان است که می تواند در محدوده وسیعی تنظیم شود و باید به اندازه کافی سریع عمل کند تا در صورت اتصال کوتاه در خروجی از آسیب به خود منبع جلوگیری کند. تقویت کننده عملیاتی DA1.1 دارای یک تنظیم کننده ولتاژ است و DA1.2 برای حفاظت جریان استفاده می شود. تراشه های DA2، DA3 منبع تغذیه مدار کنترل مونتاژ شده روی DA1 را تثبیت می کنند، که پارامترهای منبع تغذیه را بهبود می بخشد. مدار تثبیت ولتاژ به شرح زیر عمل می کند. بازخورد ولتاژ از خروجی منبع (X2) حذف می شود. این سیگنال با ولتاژ مرجع که از دیود زنر VD1 می آید مقایسه می شود. یک سیگنال عدم تطابق (تفاوت بین این ولتاژها) به ورودی op-amp ارسال می شود که برای کنترل ترانزیستورهای VT1-VT3 از طریق R16-R17 تقویت شده و تغذیه می شود. بنابراین، ولتاژ خروجی در یک سطح معین با دقت تعیین شده توسط بهره عملیات آمپر DA1.1 حفظ می شود. ولتاژ خروجی مورد نظر توسط مقاومت های R10-R15 تنظیم می شود. برای اینکه منبع تغذیه بتواند ولتاژ خروجی را روی بیش از 15 ولت تنظیم کند، سیم مشترک مدار کنترل به ترمینال "+" (X1) متصل می شود. در این حالت، برای باز کردن کامل ترانزیستورهای قدرت (VT1-VT3)، ولتاژ کمی در خروجی آپ امپ مورد نیاز است (در پایه های Ube = + 1.2 V). چنین ساختاری از مدار به شما امکان می دهد منابع تغذیه را برای هر ولتاژی بسازید که فقط با ولتاژ مجاز کلکتور-امیتر (Uke) برای نوع خاصی از ترانزیستورهای قدرت محدود می شود (برای KT827A حداکثر Uke = 100 V، KT827B - 80 V). در این مدار، ترانزیستورهای قدرت کامپوزیت هستند و بنابراین، می توانند بهره ای در محدوده 750 ... 18000 داشته باشند، که به آنها اجازه می دهد تا با جریان کمی کنترل شوند - مستقیماً از خروجی op-amp DA1.1. این امر تعداد عناصر مورد نیاز را کاهش می دهد و مدار را ساده می کند. مدار حفاظت جریان بر روی op-amp DA1.2 مونتاژ شده است. هنگامی که جریان از بار عبور می کند، ولتاژ در مقاومت R5 ایجاد می شود. از طریق مقاومت R11 به نقطه اتصال R9-R13 اعمال می شود، جایی که با سطح مرجع مقایسه می شود. تا زمانی که این اختلاف منفی باشد (که به جریان بار و مقدار مقاومت مقاومت R5 بستگی دارد) - این قسمت از مدار بر عملکرد تنظیم کننده ولتاژ تأثیر نمی گذارد. به محض مثبت شدن ولتاژ در نقطه مشخص شده، یک ولتاژ منفی در خروجی op-amp DA1.2 ظاهر می شود که از طریق دیود VD9، ولتاژ پایه ترانزیستورهای قدرت VT1-VT3 را کاهش می دهد و جریان خروجی را محدود می کند. سطح محدودیت جریان خروجی با استفاده از مقاومت R11 تنظیم می شود. دیودهایی که به طور موازی در ورودی های تقویت کننده های عملیاتی (VD5 ... VD8) متصل می شوند، در صورت روشن شدن بدون بازخورد از طریق ترانزیستورهای VT1-VT3 یا اگر (یکی از) ترانزیستورهای قدرت آسیب دیده باشد، میکرو مدار را از آسیب محافظت می کند. در حالت کار، ولتاژ در ورودی های آپ امپ نزدیک به صفر است و دیودها بر عملکرد دستگاه تاثیری ندارند. خازن C12 نصب شده در مدار بازخورد منفی، باند فرکانس های تقویت شده را محدود می کند، که باعث افزایش پایداری مدار می شود و از خود تحریکی جلوگیری می کند. هنگام استفاده از عناصر نشان داده شده در نمودارها، این منابع قدرت به دست آوردن ولتاژ تثبیت شده تا 50 ولت در جریان حداکثر 5 آمپر در خروجی را امکان پذیر می کند. ترانزیستورهای قدرت روی رادیاتور نصب می شوند که مساحت آن به جریان بار و ولتاژ حداقل 210 سانتی متر (حداقل 210 سانتی متر) بستگی دارد. برای عملکرد عادی تثبیت کننده، این ولتاژ باید حداقل 3 ولت باشد. R1-تا خازن ها پس از خاموش شدن PSU تخلیه شود. به طور مشابه، نیمه دوم PSU بر اساس 3 ترانزیستور رسانایی P-N-P 2T825A (KT825G) با اتصال موازی ساخته شده است.

شکل 2 هنگام مونتاژ مدار، علاوه بر مواردی که نشان داده شده است، می توانید از: دیودهای یکسو کننده (پل دیودی) دارای نامی برای جریان حداقل 10 آمپر، ولتاژ بیش از 200 ولت (برای رادیاتورها)، VD5-VD8-1N4148، VD9-VD10-VD9-VD10-هرنوع ولتاژ R10، متغیر ولتاژ RV0، ولتاژ مجدد 10V. 11 (متعاقباً با یک سوئیچ بیسکویت با مقاومت های محدود کننده تنظیم جریان نصب شده و از قبل انتخاب شده جایگزین شد)، نوع R10 و R15 SP3-19a، SPO-0.5 و غیره. (مدار از سیم‌های چند دور برای تغییر ولتاژ خروجی با دقت 0.1 ولت استفاده می‌کند؛ مقاومت‌های ثابت R2-R5 از نوع C5-16MV (سیمی یا وارد شده) برای توان حداقل 5 وات (قدرت به جریان بار بستگی دارد)، مابقی از سری‌های duplier، MLT، MLT، سری‌های duplier. می توان با یک آنالوگ وارداتی mA747S یا دو ریزمدار K (R) 140UD7 جایگزین کرد (طبق پینوت، برد مدار چاپی صحیح مورد نیاز است)؛ 7 و غیره. دیودهای زنر VD1، VD2 با حداقل TKN - D818 (با هر حرفی که در شبکه نمایش داده می‌شود) (با هر حرفی که در شبکه مورد نیاز است). OSM-0.4 کیلو وات) در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور، پس از یکسوسازی بر روی خازن C2، ولتاژ 5-7 ولت باید بیش از مقدار مورد نیاز در خروجی تثبیت کننده (41 V-متغیر) تامین شود. سیم پیچ ثانویه قدرتمند در دو سیم با سطح مقطع 0.85 میلی متر مربع در هر سیم پیچ می شود، یک سیم منفرد باید حداقل 1.5 میلی متر مربع در مقطع داشته باشد. به عنوان Tr2، هر توانی در حدود 20 وات، دارای دو سیم پیچ دوگانه 2×17 ولت (هر نیمه از PSU سیم پیچ های جداگانه خود را با یک نقطه مشترک برای تامین انرژی تثبیت کننده ها دارد) با جریان بار 200 میلی آمپر. ترانزیستورهای خروجی باید با پارامترهای نزدیک انتخاب شوند، یعنی: با بهره. برای انجام این کار، در حین راه اندازی، انتخاب مقاومت های ثابت به جای مولتی متر R11- به مقاومت های R2-R4 واقع در رادیاتور متصل می شود (در صورت کمبود مولتی متر می توانید به نوبت اقدام کنید)، بار را به عنوان مثال با جریان 1 آمپر وصل کنید و مقادیر را ثابت کنید که هر یک از آنها جریان مستقیم دارند (بر روی ولتاژی که باید ولتاژ آنها کاهش یابد) تا حد امکان به یکدیگر نزدیک باشند، اگر در برخی از مقاومت ها تفاوت قابل توجهی وجود دارد، لازم است این ترانزیستور را با ترانزیستور دیگری جایگزین کرده و اندازه گیری ها را تکرار کنید. چنین تعدادی از ترانزیستورهای قدرتمند استفاده شده به این دلیل است که اتلاف گرما را بر روی آنها تحت بار سنگین به طور مساوی توزیع می کنند که باعث می شود ثبات و پایداری PSU به طور کلی تضمین شود، اگرچه یک ترانزیستور در برابر عملکرد در حالت های محدود کننده کاملاً مقاوم است. در طول آزمایشات با جریان 5 آمپر، دو ترانزیستور از سه KT827A بین CE نشت کردند (و نه خرابی، Rke = 9k)، ظاهراً به دلیل گسترش زیاد پارامترها. آمپرمتر انحراف کامل 5 آمپر یا بیشتر (با شنت در صورت نیاز). لطفا توجه داشته باشید که اگر بار به شکل مارپیچ (مقاومت سیم قدرتمند) باشد، با گذشت زمان آن (آن) گرم می شود و بر این اساس، مقاومت افزایش می یابد و برعکس، جریان کاهش می یابد، بنابراین مطلوب است که اندازه گیری ها به سرعت انجام شود. متاسفم برای برد مدار چاپی بی کیفیت با دست (عناصر یکسو کننده و فیلتر برق، بردهای تثبیت کننده قدرت + -15 ولت نشان داده نشده اند، اگرچه در واقع روی همان برد مدار چاپی قرار دارند.).
فصل:

تثبیت کننده پیشنهادی دارای حفاظت جداگانه در برابر جریان اضافه و اتصال کوتاه است. در صورت اتصال کوتاه در خروجی تثبیت کننده، واحد حفاظت در VT3 فعال می شود (شکل 1). در صورت جریان بیش از حد، حفاظت در VS1 و K1 فعال می شود.

عکس. 1. مدار تثبیت کننده ولتاژ

واحد حفاظت الکترونیکی زمانی فعال می شود که جریان بار افت ولتاژی را در مقاومت R6 ایجاد کند که برای باز کردن تریستور VS1 کافی باشد، یعنی. هنگامی که اختلاف ولتاژ بین الکترود کنترل و کاتد تریستور تقریباً به 1 ولت می رسد. پالس ولتاژ منفی حاصل از دیود VD3 وارد پایه ترانزیستور VT3 می شود و عملاً آن را می بندد و بنابراین ترانزیستور تنظیم کننده VT1 را می بندد. در عین حال، دیود VD3 از ترانزیستور VT3 در برابر دریافت ولتاژ مثبت از مدار آند تریستور به پایه آن محافظت می کند.

با این حال، سیستم حفاظت الکترونیکی هنوز به طور کامل ترانزیستور VT1 را در برابر شکست حرارتی توسط جریان باقیمانده محافظت نمی کند، به خصوص اگر ترانزیستور قبلاً در حین کار گرم شده باشد یا دکمه SB1 برای مدت طولانی فشرده نشده باشد.

برای جلوگیری از شکست حرارتی ترانزیستور VT1، از یک سیستم حفاظت الکترومغناطیسی استفاده می شود که پس از باز شدن تریستور VS1، چند میلی ثانیه (بسته به رله K1 مورد استفاده) عمل می کند. سپس رله K1 فعال می شود. کنتاکت های آن K1.1 پایه VT3 را به هادی منفی منبع تغذیه می بندند و کنتاکت های K1.2 LED HL2 را روشن می کنند - یک نشانگر اقدام حفاظتی. پس از از بین بردن علت اضافه بار کافی است دکمه SB1 را برای بازگرداندن حالت قبلی عملکرد منبع تغذیه بدون قطع اتصال دستگاه از شبکه، به طور خلاصه فشار دهید.

ولتاژ ثابت 40 ولت از یکسو کننده به ورودی تثبیت کننده عرضه می شود و ولتاژ تثبیت شده خروجی از 3 ولت تا 30 ولت توسط مقاومت R2 تنظیم می شود. حداکثر جریان بار 2 A است. جریان بار توسط سر PA1 با کلید SA1 کنترل می شود.

قطعات تثبیت کننده بر روی یک تخته ساخته شده از فایبرگلاس فویل (شکل 2 و 3) و روی پانل جلویی کیس منبع تغذیه نصب می شوند. ترانزیستور رگولاتور VT1 روی هیت سینک نصب شده است. ترانزیستور KT825A را می توان با KT825B، G جایگزین کرد. QT818V، G، VM، GM؛ KT814G - در KT814V، B؛ KT816B، V، G; KT315V - در KT315G، D، E.

شکل 2. PCB - سمت هادی های چاپی

شکل 3. PCB - سمت نصب

تریستور KU202K با KU201V...KU201L، KU202V...KU202N جایگزین شده است. به جای دیود D220A (VD2)، دیودهای D219، D220، D223، KD102، KD103 با هر شاخص حرفی مناسب هستند و به جای دیود KD105B (VD3، VD4، VD5)، KD106A یا هر سیلیکون دیگری با ولتاژ سیلیکونی تا mA5 و حداقل 30.

مقاومت متغیر R2 - هر نوع با مشخصه A. رله K1 - RES48A (گذرنامه RS4.590.206) یا دیگری با دو گروه کنتاکت سوئیچینگ که با ولتاژی نه بیشتر از 30 ولت راه اندازی می شود.

مقاومت R6 به شکل چندین دور سیم ثابتان، نیکروم یا منگانین که در اطراف بدنه مقاومت MLT-1 پیچیده شده است ساخته می شود. مقاومت آن با مقدار جریان عملیاتی تعیین می شود که به نوبه خود به ولتاژ الکترود کنترل تریستور که در آن باز می شود بستگی دارد. بنابراین، به عنوان مثال، اگر 2 A به عنوان حداکثر جریان عملیات حفاظت در نظر گرفته شود، و تریستور با ولتاژی در الکترود کنترل حدود 1 ولت باز شود، مقاومت مقاومت R6 باید (طبق قانون اهم) نزدیک به 0.5 اهم باشد. امکان استفاده از مقاومت های نوع C5-16 با توان مناسب وجود دارد.

به‌طور دقیق‌تر، مقاومت مقاومت به این ترتیب با محدودیت سفر حفاظتی انتخاب شده تنظیم می‌شود. یک آمپر متر و یک مقاومت متغیر سیم پیچی با مقاومت 25 ... 30 اهم به خروجی تثبیت کننده متصل می شود. ولتاژ مربوطه از یکسو کننده به ورودی تثبیت کننده می رسد و ولتاژ 10 ... 15 ولت در خروجی با مقاومت R2 تنظیم می شود سپس با یک مقاومت متغیر که به عنوان معادل بار عمل می کند، جریانی برابر با 2 A بر روی آمپرمتر تنظیم می شود و با انتخاب مجدد سیستم حفاظتی، مقاومت R6 را فعال می کنیم.

در تمرین رادیویی آماتور، اغلب شرایطی وجود دارد که از اضافه بار با جریان های کمتر، به عنوان مثال، 50 یا 100 میلی آمپر، لازم است نه تنها از خود تنظیم کننده ولتاژ، بلکه از دستگاهی که توسط آن تغذیه می شود نیز محافظت شود. در این مورد، مطلوب است که یک سیستم حفاظتی پلکانی داشته باشیم، به عنوان مثال، طبق طرح نشان داده شده در شکل 4. در اینجا مقاومت R6.1 مرحله اول که برای حداقل جریان حفاظتی 50 میلی آمپر طراحی شده است به طور دائم به استابلایزر متصل می شود و مقاومت های R6.2 ... R6.5 چهار مرحله دیگر به موازات کلید SA2: 100 میلی آمپر، 500 میلی آمپر، 1 آمپر و 2 آمپر متصل می شوند.

شکل 4. سیستم حفاظتی پلکانی

مقاومت های نشان داده شده در نمودار تقریبی هستند. به طور دقیق تر، آنها را می توان تنها با دانستن ولتاژ باز شدن تریستور که در تثبیت کننده کار می کند محاسبه کرد. این ولتاژ را می توان به صورت زیر اندازه گیری کرد. موتور مقاومت متغیر R2 را در پایین ترین موقعیت (طبق نمودار) قرار دهید و الکترود کنترل تریستور را به آن وصل کنید و آن را از سمت راست (طبق نمودار) خروجی مقاومت R6.1 خارج کنید. سپس برق را روشن کنید و به آرامی ولتاژ الکترود کنترل تریستور را با مقاومت R2 افزایش دهید. در لحظه باز شدن تریستور همانطور که توسط LED نشان داده شده است، این ولتاژ را با یک ولت متر اندازه گیری کنید.

مقاومت های R6.2...R6.5 مستقیماً روی کنتاکت های سوئیچ SA2 نصب می شوند. مقاومت های RS1 و R12 به طور خاص برای دستگاه اندازه گیری موجود انتخاب شده اند.

منابع

1. او. لوکیانچیکوف. تثبیت کننده ولتاژ با حفاظت دو برابر اتصال کوتاه در بار. - رادیو، 1365، N9، ص56.
2. A. Bizer. وسایل حفاظتی برای منابع تغذیه - رادیو، 1356، ن2، ص47.
3. Y. تیملین. منبع تغذیه دوقطبی - برای کمک به آماتور رادیو، ج. 71. - م.: DOSAAF، 1980
4. وی.بوریسوف. منبع تغذیه تثبیت شده - رادیو، 1979، N6، S.54.

رگولاتور ترانزیستور با حفاظت اضافه بار (تئوری)

منابع تغذیه

A. MOSKVIN، یکاترینبورگ
رادیو، 1382، شماره 2-3

به نظر می رسد همه چیز در مورد تثبیت کننده های ولتاژ پیوسته نوشته شده است. با این وجود، توسعه یک تثبیت کننده قابل اعتماد و نه خیلی پیچیده (بیش از سه یا چهار ترانزیستور)، به ویژه با افزایش جریان بار، یک کار نسبتاً جدی است، زیرا یکی از اولین مکان ها، نیاز به حفاظت مطمئن ترانزیستورهای کنترل در برابر اضافه بار است. در عین حال، مطلوب است که پس از از بین بردن علت اضافه بار، عملکرد عادی تثبیت کننده به طور خودکار بازیابی شود. تمایل به انجام این الزامات اغلب منجر به عارضه قابل توجهی از مدار تثبیت کننده و کاهش قابل توجه در کارایی آن می شود. نویسنده مقاله پیشنهادی در تلاش است تا راه حل بهینه را به نظر خود بیابد.

قبل از جستجوی راه حل بهینه، اجازه دهید ویژگی های بار Uout = f (Iout) تثبیت کننده های ولتاژ ساخته شده بر اساس رایج ترین طرح ها را تجزیه و تحلیل کنیم. برای تثبیت کننده شرح داده شده در، هنگام بارگذاری بیش از حد، ولتاژ خروجی Uout به سرعت به صفر می رسد. اما جریان کاهش نمی یابد و می تواند برای آسیب رساندن به بار کافی باشد و توان تلف شده توسط ترانزیستور کنترل گاهی از حد مجاز فراتر می رود. این تثبیت کننده با محافظ ماشه تکمیل شده است. هنگام بارگذاری بیش از حد، نه تنها ولتاژ خروجی کاهش می یابد، بلکه جریان نیز کاهش می یابد. با این حال، حفاظت به اندازه کافی مؤثر نیست، زیرا تنها پس از کاهش ولتاژ خروجی به زیر 1 ولت کار می کند و تحت شرایط خاص، بار حرارتی ترانزیستور تنظیم کننده را از بین نمی برد. برای بازگرداندن چنین تثبیت کننده ای به حالت کار، لازم است که بار را تقریباً به طور کامل خاموش کنید، و این همیشه قابل قبول نیست، به خصوص برای تثبیت کننده ای که به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از یک دستگاه پیچیده تر عمل می کند.

حفاظت از تثبیت کننده، که نمودار آن در شکل نشان داده شده است. 1، در حال حاضر با کاهش جزئی در ولتاژ خروجی ناشی از اضافه بار راه اندازی شده است. رتبه بندی عناصر مدار برای ولتاژ خروجی 12 ولت در دو نسخه ارائه می شود: بدون براکت، اگر VD1 D814B است، و در براکت ها، اگر KS139E است. شرح مختصری از عملکرد چنین تثبیت کننده ای در دسترس است.

پارامترهای خوب آن با این واقعیت توضیح داده می شود که تمام سیگنال های لازم از یک ولتاژ خروجی تثبیت شده تولید می شوند و هر دو ترانزیستور (تنظیم VT1 و کنترل VT2) در حالت تقویت ولتاژ کار می کنند. ویژگی های بارگیری تجربی این تثبیت کننده در نشان داده شده است برنج. 2(منحنی های 3 و 4).

هنگامی که ولتاژ خروجی از مقدار نامی منحرف می شود، افزایش آن تقریباً به طور کامل از طریق دیود زنر VD1 به امیتر ترانزیستور VT2 منتقل می شود. اگر مقاومت دیفرانسیل دیود زنر را در نظر نگیرید، ΔUe ≈ ΔUout. این یک سیگنال بازخورد منفی است. اما این دستگاه یک نکته مثبت نیز دارد. این توسط بخشی از افزایش ولتاژ خروجی ایجاد می شود که از طریق تقسیم کننده ولتاژ R2R3 به پایه ترانزیستور عرضه می شود:

کل بازخورد در حالت تثبیت منفی است، سیگنال خطا مقدار است

که هر چه قدر مطلق بزرگتر باشد، R3 در مقایسه با R2 کوچکتر است. کاهش این نسبت به طور مطلوب بر ضریب تثبیت و مقاومت خروجی تثبیت کننده تأثیر می گذارد. با توجه به اینکه

دیود زنر VD1 باید برای حداکثر ممکن، اما ولتاژ خروجی تثبیت کمتر انتخاب شود.

اگر مقاومت R3 را با دو دیود متصل در جهت جلو و متصل به صورت سری جایگزین کنیم (همانطور که پیشنهاد می شود، برای مثال، در)، پارامترهای تثبیت کننده بهبود می یابند، زیرا جای R3 در عبارات ΔUb و ΔUbe با مقاومت دیفرانسیل کوچک دیودهای باز گرفته می شود. با این حال، هنگامی که تثبیت کننده به حالت محافظ می رود، چنین جایگزینی منجر به مشکلاتی می شود. در زیر به آنها خواهیم پرداخت، اما فعلاً مقاومت R3 را در همان مکان می گذاریم.

در حالت تثبیت، افت ولتاژ در مقاومت R1 تقریباً بدون تغییر باقی می ماند. جریانی که از این مقاومت می گذرد مجموع جریان دیود زنر VD1 و جریان امیتر ترانزیستور VT2 است که عملاً برابر با جریان پایه ترانزیستور VT1 است. با کاهش مقاومت بار، آخرین مؤلفه جریانی که از R1 عبور می کند افزایش می یابد و اولین (جریان دیود زنر) به صفر کاهش می یابد و پس از آن افزایش ولتاژ خروجی دیگر از طریق دیود زنر به امیتر ترانزیستور VT2 منتقل نمی شود. در نتیجه، مدار بازخورد منفی شکسته می‌شود و بازخورد مثبتی که به کار خود ادامه می‌دهد منجر به بسته شدن بهمنی هر دو ترانزیستور و قطع جریان بار می‌شود. جریان بار، هنگامی که بیش از حد، حفاظت فعال می شود، می تواند با فرمول تخمین زده شود

که در آن h21e ضریب انتقال جریان ترانزیستور VT1 است. متأسفانه، h21e بسته به جریان و دما، از نمونه ای به نمونه دیگر از ترانزیستور تغییرات زیادی دارد. بنابراین، مقاومت R1 اغلب هنگام تنظیم باید انتخاب شود. در یک تثبیت کننده طراحی شده برای جریان بار زیاد، مقاومت مقاومت R1 کوچک است. در نتیجه، جریان عبوری از دیود زنر VD1، با کاهش جریان بار، به قدری افزایش می‌یابد که لازم است از دیود زنر پرقدرت استفاده شود.

حضور در مشخصات بار (به منحنی های 3 و 4 در شکل 2 مراجعه کنید) بخش های انتقالی نسبتا طولانی بین حالت های عملیاتی و محافظ (توجه داشته باشید که این بخش ها از نظر رژیم حرارتی ترانزیستور VT1 سخت ترین هستند) عمدتاً به این دلیل است که توسعه فرآیند سوئیچینگ توسط یک سیستم عامل منفی محلی R1 از طریق رزیستور مانع می شود. هر چه ولتاژ کمتر باشد

تثبیت دیود زنر VD1، بزرگتر، ceteris paribus، مقدار مقاومت R1 و انتقال از حالت کار به حالت حفاظتی تثبیت کننده "سفت تر" می شود.

این، همانطور که قبلاً انجام شد، نتیجه گیری در مورد امکان استفاده از دیود زنر VD1 با بالاترین ولتاژ تثبیت ممکن به صورت تجربی تایید شده است. ولتاژ خروجی تثبیت کننده با توجه به مدار نشان داده شده در شکل. 1، با دیود زنر D814B (Ust = 9 ولت)، در مقایسه با دیود زنر مشابه KS139E (UCT = 3.9 ولت)، بسیار کمتر به بار بستگی دارد و در هنگام بارگذاری بیش از حد، به حالت "سرد" تر به حالت محافظ سوئیچ می کند.

همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، می توان با افزودن یک ترانزیستور VT3 اضافی به آن، بخش گذرا مشخصه بار تثبیت کننده را کاهش داد و حتی به طور کامل حذف کرد. در حالت کار، این ترانزیستور در حالت اشباع است و عملاً هیچ تأثیری بر عملکرد تثبیت کننده ندارد و فقط کمی پایداری دمایی ولتاژ خروجی را بدتر می کند. هنگامی که در نتیجه اضافه بار، جریان دیود زنر VD1 به صفر می رسد، ترانزیستور VT3 به ​​حالت فعال می رود و سپس بسته می شود و شرایط را برای روشن شدن سریع حفاظت ایجاد می کند. هیچ بخش انتقال صافی از مشخصه بار در این مورد وجود ندارد (منحنی 1 را در شکل 2 ببینید).

دیودهای VD2 و VD3 در حالت کارکرد، ولتاژ را بر اساس ترانزیستور VT2 تثبیت می کنند، که پارامترهای اصلی تثبیت کننده را بهبود می بخشد. با این حال، بدون ترانزیستور VT3 اضافی، این بر محافظت تأثیر منفی می گذارد، زیرا مؤلفه مثبت سیستم عامل را ضعیف می کند. تغییر به حالت حفاظتی در این مورد بسیار با تأخیر است و تنها پس از کاهش ولتاژ بار به مقداری نزدیک به مقدار پشتیبانی شده توسط دیودهای VD2 و VD3 بر اساس ترانزیستور VT2 اتفاق می افتد (به منحنی 2 در شکل 2 مراجعه کنید).

تثبیت کننده های در نظر گرفته شده دارای یک نقطه ضعف هستند که برای بسیاری از کاربردها قابل توجه است: آنها پس از از بین بردن علت اضافه بار در حالت محافظتی باقی می مانند و اغلب هنگامی که ولتاژ تغذیه با بار متصل اعمال می شود به حالت کار نمی روند. راه‌های مختلفی برای راه‌اندازی آنها وجود دارد، به عنوان مثال، استفاده از یک مقاومت اضافی که به موازات بخش کلکتور-امیتر ترانزیستور VT1 نصب شده است، یا (همانطور که در پیشنهاد شده است) "تغذیه" پایه ترانزیستور VT2. مشکل با مصالحه بین قابلیت اطمینان راه اندازی تحت بار و مقدار جریان اتصال کوتاه حل می شود که همیشه قابل قبول نیست. گزینه‌های گره راه‌اندازی که در آن مورد بحث قرار گرفت، کارآمدتر هستند، اما تثبیت‌کننده را در کل پیچیده می‌کنند.

یک راه غیر معمول، اما جالب برای خارج کردن تثبیت کننده از حالت حفاظتی پیشنهاد شده است. این در این واقعیت نهفته است که یک ژنراتور پالس مخصوص ارائه شده به طور دوره ای ترانزیستور تنظیم کننده را به زور باز می کند و تثبیت کننده را برای مدتی به حالت کار منتقل می کند. اگر علت اضافه بار از بین برود، در پایان پالس بعدی، حفاظت دوباره کار نمی کند و تثبیت کننده به طور عادی به کار خود ادامه می دهد. میانگین توان تلف شده در ترانزیستور کنترل در هنگام اضافه بار اندکی افزایش می یابد.

روی انجیر شکل 4 نمودار یکی از گزینه های ممکن برای یک تثبیت کننده که بر اساس این اصل کار می کند را نشان می دهد. با آنچه که در غیاب یک گره جداگانه - یک ژنراتور پالس توصیف شده است، متفاوت است. هنگام بارگذاری بیش از حد، تثبیت کننده به دلیل سیستم عامل مثبت به حالت نوسانی می رود که از طریق خازن C1 بسته می شود. مقاومت R3 جریان شارژ خازن را محدود می کند، و R4 به عنوان بار ژنراتور در هنگام بسته شدن یک بار خارجی عمل می کند.

در صورت عدم وجود اضافه بار، پس از اعمال ولتاژ تغذیه، تثبیت کننده به لطف مقاومت R2 شروع به کار می کند. از آنجایی که خازن C1 توسط یک دیود باز VD2 و مقاومت های R3-R5 به صورت سری متصل می شود، شرایط خود تحریکی برآورده نمی شود و دستگاه مشابه آنچه قبلا در نظر گرفته شد کار می کند (شکل 1 را ببینید). در طول انتقال تثبیت کننده به حالت محافظ، خازن C1 به عنوان یک تقویت کننده عمل می کند و توسعه فرآیند را تسریع می کند.

مدار معادل تثبیت کننده در حالت حفاظتی در شکل نشان داده شده است. 5.

با مقاومت بار Rn برابر با صفر، پایانه مثبت خازن C1 از طریق یک مقاومت R4 به یک سیم مشترک (منهای منبع ولتاژ ورودی) متصل می شود. ولتاژی که خازن به آن شارژ شده است حتی در حالت تثبیت به پایه ترانزیستور VT2 در قطبیت منفی اعمال می شود و ترانزیستور را بسته نگه می دارد. خازن با جریان i1 تخلیه می شود. جریان از طریق مقاومت های R3-R5 و دیود باز VD2. هنگامی که ولتاژ در پایه VT1 از 0.7- ولت بیشتر شود، دیود VD2 بسته می شود، اما خازن با جریان i2 که از مقاومت R2 عبور می کند به شارژ مجدد ادامه می دهد. با رسیدن به یک ولتاژ مثبت کوچک در پایه ترانزیستور VT2، دومی و همراه با آن VT1 شروع به باز شدن خواهند کرد. به دلیل بازخورد مثبت از طریق خازن C1، هر دو ترانزیستور به طور کامل باز می شوند و برای مدتی در این حالت باقی می مانند تا زمانی که خازن با جریان i3 تقریباً تا ولتاژ Uin شارژ شود. پس از آن ترانزیستورها بسته می شوند و چرخه تکرار می شود. با نمودار نشان داده شده در شکل. 5 عدد از عناصر، مدت زمان پالس های تولید شده واحد میلی ثانیه، دوره تکرار 100 ... 200 میلی ثانیه است. دامنه پالس های جریان خروجی در حالت حفاظتی تقریباً برابر با جریان عملیات حفاظتی است. مقدار متوسط ​​جریان اتصال کوتاه که با یک نشانگر میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شود، تقریباً 30 میلی آمپر است.

با افزایش مقاومت بار RH، لحظه ای فرا می رسد که با ترانزیستورهای باز VT1 و VT2، سیستم عامل منفی "بیشتر" از مثبت می شود و ژنراتور دوباره به تثبیت کننده ولتاژ تبدیل می شود. مقدار RH، که در آن رژیم تغییر می کند، عمدتا به مقاومت مقاومت R3 بستگی دارد. اگر مقادیر آن خیلی کوچک باشد (کمتر از 5 اهم)، پسماند در مشخصه بار ظاهر می شود و در مقاومت صفر R3، تثبیت ولتاژ تنها زمانی بازیابی می شود که مقاومت بار بیش از 200 اهم باشد. افزایش بیش از حد مقاومت مقاومت R3 منجر به این واقعیت می شود که یک بخش انتقال در مشخصه بار ظاهر می شود.

دامنه پالس های قطبی منفی بر اساس ترانزیستور VT2 به 10 ولت می رسد که می تواند منجر به شکست الکتریکی قسمت پایه-امیتر این ترانزیستور شود. با این حال، شکست برگشت پذیر است و جریان آن توسط مقاومت های R1 و R3 محدود می شود. در عملکرد ژنراتور تداخلی ایجاد نمی کند. هنگام انتخاب ترانزیستور VT2، همچنین باید در نظر داشت که ولتاژ اعمال شده به بخش پایه کلکتور آن به مجموع ولتاژهای ورودی و خروجی تثبیت کننده می رسد.

در تجهیزات عملیاتی، خروجی تنظیم کننده ولتاژ معمولا توسط یک خازن (C2، نشان داده شده در شکل 4 توسط یک خط چین) شنت می شود. ظرفیت آن نباید از 200 میکروفاراد تجاوز کند. محدودیت به این دلیل است که در هنگام اضافه بار که با بسته شدن کامل خروجی همراه نیست، این خازن وارد مدار بازخورد مثبت ژنراتور می شود. در عمل ، این در این واقعیت بیان می شود که ژنراتور فقط با اضافه بار قابل توجه "شروع" می کند و پسماند در مشخصه بار ظاهر می شود.

مقاومت مقاومت R4 باید به گونه ای باشد که افت ولتاژ در طول آن در طول پالس برای باز کردن ترانزیستور VT2 (≈1 ولت) و اطمینان از شرایط تولید خود در مقاومت بار صفر کافی باشد. متاسفانه در حالت تثبیت، این مقاومت تنها باعث کاهش راندمان دستگاه می شود.

برای عملکرد دقیق حفاظت، لازم است که در هر جریان بار مجاز، حداقل (با در نظر گرفتن امواج) ولتاژ ورودی تثبیت کننده برای عملکرد عادی آن کافی باشد. هنگام بررسی تمام تثبیت کننده های مورد بحث در بالا با ولتاژ خروجی نامی 12 ولت، یکسوساز دیود پل 14 ولت با خازن 10000 میکروفاراد در خروجی به عنوان منبع تغذیه عمل می کند. ولتاژ ریپل در خروجی یکسو کننده، اندازه گیری شده با VZ 38 میلی ولت متر، از 0.6 ولت تجاوز نمی کند.

در صورت لزوم می توان از طبیعت ضربه ای حفاظت برای نشان دادن وضعیت تثبیت کننده از جمله صدا استفاده کرد. در حالت دوم، در هنگام اضافه بار، کلیک ها با نرخ تکرار پالس شنیده می شوند.

روی انجیر شکل 6 نموداری از یک تثبیت کننده پیچیده تر با حفاظت ضربه ای را نشان می دهد که عمدتاً فاقد کاستی های مورد بحث در قسمت اول مقاله است (شکل 4 را ببینید). ولتاژ خروجی آن 12 ولت، مقاومت خروجی 0.08 اهم، ضریب تثبیت 250، حداکثر جریان عملیاتی 3 آمپر، آستانه حفاظتی 3.2 آمپر، متوسط ​​جریان بار در حالت حفاظتی 60 میلی آمپر است. وجود تقویت کننده در ترانزیستور VT2 در صورت لزوم امکان افزایش چشمگیر جریان کار را با جایگزینی ترانزیستور VT1 با ترانزیستور کامپوزیت قوی تر می دهد.

مقدار مقاومت محدود کننده R4 می تواند در محدوده ای از ده ها اهم تا 51 کیلو اهم باشد. خروجی تثبیت کننده را می توان با یک خازن با ظرفیت تا 1000 μF شنت کرد، که، با این حال، منجر به ظاهر شدن پسماند در مشخصه بار می شود: در آستانه حفاظتی 3.2 A، مقدار اندازه گیری شده جریان برگشتی به حالت تثبیت 1.9 A است.

برای تغییر روشن حالت ها، لازم است با کاهش مقاومت بار، جریان عبوری از دیود زنر VD3 قبل از اینکه ترانزیستور VT2 وارد حالت اشباع شود، متوقف شود، بنابراین، مقدار مقاومت R1 به گونه ای انتخاب می شود که قبل از حرکت حفاظت، ولتاژ حداقل 2 ... 3 ولت بین این ترانزیستور و امیتر باقی بماند. باید در نظر داشت که با کاهش قابل توجه مقاومت R1، توان تلف شده در ترانزیستور VT2 به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

وجود خازن C1 از نظر تئوری می تواند منجر به افزایش ریپل ولتاژ خروجی تثبیت کننده شود. اما در عمل این امر رعایت نشده است.

ولتاژ تثبیت شده خروجی برابر است با مجموع افت ولتاژ در دیودهای VD1 و VD2، بخش پایه امیتر ترانزیستور VT4 و ولتاژ تثبیت دیود زنر VD3، منهای افت ولتاژ در بخش پایه-امیتر ترانزیستور دیود VT3 - تقریباً بیش از ولتاژ تثبیت کننده دیود VT3. جریان سفر حفاظتی با فرمول محاسبه می شود

به لطف تقویت‌کننده اضافی در ترانزیستور VT2، جریانی که از مقاومت R3 می‌گذرد، حتی با جریان‌های بار نامی قابل توجهی، نسبتاً کم است. این، از یک طرف، کارایی تثبیت کننده را بهبود می بخشد، اما از طرف دیگر، استفاده از دیود زنر را مجبور می کند که در جریان های کم مانند VD3 کار کند. حداقل جریان تثبیت نشان داده شده در نمودار (نگاه کنید به شکل 6) دیود زنر KS211Zh 0.5 میلی آمپر است.

چنین تثبیت کننده، علاوه بر هدف مستقیم آن، می تواند به عنوان یک محدود کننده تخلیه باتری نیز عمل کند. برای انجام این کار، ولتاژ خروجی به گونه ای تنظیم می شود که وقتی ولتاژ باتری کمتر از حد مجاز است، محافظ کار می کند و از تخلیه بیشتر جلوگیری می کند. مقدار مقاومت R6 در این مورد، توصیه می شود به 10 کیلو اهم افزایش یابد. در نتیجه جریان مصرفی دستگاه در حالت کارکرد از 12 به 2.5 میلی آمپر کاهش می یابد. باید در نظر داشت که در آستانه عملیات حفاظتی، این جریان تقریباً به 60 میلی آمپر افزایش می یابد، اما با شروع به کار ژنراتور پالس، مقدار متوسط ​​جریان تخلیه باتری به 4 ... 6 میلی آمپر کاهش می یابد.

با توجه به اصل در نظر گرفته شده حفاظت از ضربه، می توان نه تنها تثبیت کننده های ولتاژ، بلکه همچنین "فیوزهای" الکترونیکی خود ترمیم شونده بین منبع تغذیه و بار را ساخت. برخلاف پیوندهای همجوشی، چنین فیوزهایی را می توان به طور مکرر بدون نگرانی در مورد بازیابی پس از از بین بردن علت عملکرد استفاده کرد.

فیوز الکترونیکی باید هر دو در کوتاه مدت و بلند مدت، بسته شدن بار کامل یا جزئی را تحمل کند. مورد دوم اغلب با سیم های اتصال طولانی رخ می دهد که مقاومت آن بخش قابل توجهی از بار است. این مورد برای عنصر سوئیچینگ فیوز سخت ترین است.

روی انجیر 7 نموداری از یک فیوز الکترونیکی خود ترمیم شونده ساده با حفاظت ضربه ای را نشان می دهد. اصل عملکرد آن نزدیک به تثبیت کننده ولتاژ است که در بالا توضیح داده شد (شکل 4 را ببینید)، اما قبل از فعال شدن حفاظت، ترانزیستورهای VT1 و VT2 در حالت اشباع هستند و ولتاژ خروجی تقریباً برابر با ورودی است.

اگر جریان بار از مقدار مجاز فراتر رفته باشد، ترانزیستور VT1 از حالت اشباع خارج شده و ولتاژ خروجی شروع به کاهش می کند. افزایش آن از طریق خازن C1 وارد پایه ترانزیستور VT2 می شود و دومی را می بندد و همراه با آن VT1. ولتاژ خروجی حتی بیشتر کاهش می یابد و در نتیجه فرآیند بهمنی، ترانزیستورهای VT1 و VT2 به طور کامل بسته می شوند. پس از مدتی، بسته به ثابت زمانی مدارهای R1C1، دوباره باز می شوند، اما اگر اضافه بار ادامه یابد، دوباره بسته می شوند. این چرخه تا زمانی که اضافه بار برداشته شود تکرار می شود.

فرکانس پالس های تولید شده در زمانی که بار کمی بالاتر از حد مجاز است تقریباً 20 هرتز و در صورت بسته بودن کامل 200 هرتز است. چرخه وظیفه پالس ها در مورد دوم بیش از 100 است. هنگامی که مقاومت بار به مقدار قابل قبولی افزایش می یابد، ترانزیستور VT1 وارد حالت اشباع شده و تولید پالس ها متوقف می شود.

جریان عملیاتی "فیوز" را می توان تقریباً با فرمول تعیین کرد

ضریب 0.25 که به صورت تجربی انتخاب شده است، در نظر می گیرد که در لحظه انتقال ترانزیستور VT1 از حالت اشباع به حالت فعال، ضریب انتقال فعلی آن بسیار کمتر از اسمی است. جریان اندازه‌گیری شده عملیات حفاظتی در ولتاژ ورودی 12 ولت 0.35 A است، دامنه پالس‌های جریان بار هنگام بسته شدن آن 1.3 A است. پسماند (تفاوت بین جریان‌های عملیات حفاظتی و بازیابی حالت عملکرد) شناسایی نشد. در صورت لزوم، خازن های مسدود کننده با ظرفیت کل نه بیش از 200 میکروفاراد را می توان به خروجی "فیوز" متصل کرد، که جریان خروجی را تا حدود 0.5 آمپر افزایش می دهد.

اگر لازم است دامنه پالس های جریان بار در مدار امیتر ترانزیستور VT2 محدود شود، باید یک مقاومت چند ده اهم وارد شود و مقدار مقاومت R3 باید کمی افزایش یابد.

اگر بار به طور کامل بسته نشده باشد، شکست الکتریکی بخش پایه-امیتر ترانزیستور VT2 امکان پذیر است. این به طور قابل توجهی بر عملکرد ژنراتور تأثیر نمی گذارد و خطری برای ترانزیستور ایجاد نمی کند ، زیرا بار انباشته شده در خازن C1 قبل از خرابی نسبتاً کم است.

معایب "فیوز" مونتاژ شده طبق طرح در نظر گرفته شده (شکل 7) - راندمان پایین به دلیل مقاومت R3 متصل به صورت سری در مدار بار و جریان پایه ترانزیستور VT1 که مستقل از بار است. مورد دوم برای سایر دستگاه های مشابه معمول است. هر دو دلیلی که باعث کاهش راندمان می شوند در یک "فیوز" قدرتمندتر با حداکثر جریان بار 5 A حذف می شوند که مدار آن در شکل نشان داده شده است. 8 . راندمان آن در بیش از ده برابر تغییرات جریان بار از 90 درصد فراتر می رود. جریان مصرفی در صورت عدم وجود بار کمتر از 0.5 میلی آمپر است.

برای کاهش افت ولتاژ در "فیوز"، یک ترانزیستور ژرمانیومی به عنوان VT4 استفاده می شود. زمانی که جریان بار کمتر از حد مجاز باشد، این ترانزیستور در آستانه اشباع قرار می گیرد. این حالت توسط یک حلقه بازخورد منفی پشتیبانی می شود، که وقتی ترانزیستور VT2 باز و اشباع است، توسط ترانزیستورهای VT1 و VT3 تشکیل می شود. افت ولتاژ در بخش کلکتور-امیتر ترانزیستور VT4 از 0.5 ولت در جریان بار 1 آمپر و 0.6 ولت در 5 آمپر تجاوز نمی کند.

هنگامی که جریان بار کمتر از جریان قطع حفاظتی باشد، ترانزیستور VT3 در حالت فعال است و ولتاژ بین کلکتور و امیتر آن برای باز کردن ترانزیستور VT6 کافی است که وضعیت اشباع ترانزیستور VT2 و در نهایت حالت رسانایی کلید VT4 را تضمین می کند. با افزایش جریان بار، جریان پایه VT3 تحت تأثیر سیستم عامل منفی افزایش می یابد و ولتاژ روی کلکتور آن کاهش می یابد تا ترانزیستور VT6 بسته شود. در این لحظه، حفاظت شروع به کار می کند. جریان قطع را می توان با فرمول تخمین زد

که در آن Req مقاومت کل مقاومت های R4، R6 و R8 است که به صورت موازی متصل شده اند.

ضریب 0.5، مانند مورد قبلی، تجربی است. هنگامی که بار بسته می شود، دامنه پالس های جریان خروجی تقریباً دو برابر جریان عملیات حفاظتی است.

به دلیل عملکرد سیستم عامل مثبت که از طریق خازن C2 بسته می شود، ترانزیستور VT6 و همراه با آن VT2-VT4 کاملا بسته می شوند، VT5 باز می شود. ترانزیستورها در حالت های نشان داده شده باقی می مانند تا زمانی که شارژ خازن C2 توسط جریان عبوری از قسمت پایه-امیتر ترانزیستور VT5 و مقاومت های R7، R9، R11، R12 تکمیل شود. از آنجایی که R12 بیشترین مقدار مقاومت های ذکر شده را دارد، دوره تکرار پالس های تولید شده را تعیین می کند - تقریباً 2.5 ثانیه.

پس از اتمام شارژ خازن C2، ترانزیستور VT5 بسته می شود، VT6 و VT2-VT4 باز می شوند. خازن C2 تقریباً در 0.06 ثانیه از طریق ترانزیستور VT6، دیود VD1 و مقاومت R11 تخلیه می شود. با یک بار بسته، جریان کلکتور ترانزیستور VT4 در این زمان به 8 ... 10 A می رسد. سپس چرخه تکرار می شود. با این حال، در طول اولین پالس پس از حذف اضافه بار، ترانزیستور VT3 وارد اشباع نمی شود و "فیوز" به حالت کار باز می گردد.

جالب اینجاست که در طول پالس، ترانزیستور VT6 به طور کامل باز نمی شود. این توسط حلقه منفی سیستم عامل تشکیل شده توسط ترانزیستورهای VT2، VT3، VT6 جلوگیری می شود. با مقدار مقاومت R9 (51 کیلو اهم) که در نمودار (شکل 8) نشان داده شده است، ولتاژ در کلکتور ترانزیستور VT6 کمتر از 0.3 Uin نمی شود.

نامطلوب ترین بار برای "فیوز" یک لامپ رشته ای قدرتمند است که در آن مقاومت یک رشته سرد چندین برابر کمتر از یک رشته گرم شده است. آزمایشی که با لامپ ماشین 12 ولت 32 + 6 وات انجام شد نشان داد که 0.06 ثانیه برای گرم کردن کاملاً کافی است و "فیوز" پس از روشن شدن قابل اطمینان وارد حالت کار می شود. اما برای لامپ های اینرسی بیشتر، مدت زمان و دوره تکرار پالس ها ممکن است با نصب یک خازن بزرگتر C2 (اما نه اکسید) افزایش یابد.

چرخه وظیفه پالس های تولید شده در نتیجه چنین جایگزینی ثابت می ماند. برابر با 40، تصادفی انتخاب نشده است. در این حالت، هم در جریان حداکثر بار (5 A) و هم زمانی که خروجی "فیوز" بسته می شود، تقریباً همان توان و توان ایمن روی ترانزیستور VT4 تلف می شود.

ترانزیستور GT806A را می توان با یک ترانزیستور دیگر از همان سری یا یک ترانزیستور ژرمانیومی قدرتمند به عنوان مثال P210 با هر شاخص حرفی جایگزین کرد. اگر ترانزیستورهای ژرمانیومی وجود نداشته باشد یا نیاز به کار در دماهای بالا باشد، می توان از ترانزیستورهای سیلیکونی با h21e> 40 نیز استفاده کرد، به عنوان مثال KT818 یا KT8101 با هر شاخص حرفی که مقدار مقاومت R5 را به 10 کیلو اهم افزایش می دهد. پس از چنین جایگزینی، ولتاژ اندازه گیری شده بین کلکتور و امیتر ترانزیستور VT4 در جریان بار 5 آمپر از 0.8 ولت تجاوز نمی کند.

هنگام ساخت "فیوز"، ترانزیستور VT4 باید روی یک هیت سینک نصب شود، به عنوان مثال، یک صفحه آلومینیومی با ابعاد 80x50x5 میلی متر. یک هیت سینک با مساحت 1.5 ... 2 سانتی متر مربع نیز برای ترانزیستور VT3 مورد نیاز است.

دستگاه را برای اولین بار بدون بار روشن کنید و اول از همه ولتاژ بین کلکتور و امیتر ترانزیستور VT4 را که باید تقریباً 0.5 ولت باشد بررسی کنید سپس یک مقاومت متغیر سیمی با مقاومت 10 ... 20 اهم و توان 100 وات را از طریق آمپرمتر به خروجی وصل کنید. با کاهش تدریجی مقاومت آن، دستگاه را در حالت حفاظت قرار دهید. با استفاده از یک اسیلوسکوپ، مطمئن شوید که تغییر حالت بدون گذراهای طولانی مدت انجام می شود و پارامترهای پالس های تولید شده با موارد ذکر شده در بالا مطابقت دارند. مقدار دقیق جریان عملیات حفاظتی را می توان با انتخابی از مقاومت های R4، R6، R8 تنظیم کرد (مطلوب است که درجه بندی آنها ثابت بماند). با یک مدار بار طولانی، دمای بدنه ترانزیستور VT4 نباید از مقدار مجاز برای آن تجاوز کند.

ادبیات

1. Klyuev Yu., Abashav S. تثبیت کننده ولتاژ. - رادیو، 1354، شماره 2، ص. 23.
2. Popovich V. بهبود تثبیت کننده ولتاژ. - رادیو، 1356، شماره 9، ص. 56.
3. Polyakov V. Theory: کم کم - در مورد همه چیز. موج محافظین. - رادیو، 1379، شماره 12، ص 45،46.
4. Kanygin S. تثبیت کننده ولتاژ با حفاظت اضافه بار. - رادیو، 1359. شماره 8. ص. 45. 46.
5. خارج از کشور تثبیت کننده ولتاژ با حفاظت اضافه بار. - رادیو، 1363، شماره 9، ص. 56.
6. تثبیت کننده ولتاژ Kozlov V. با محافظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه جریان. - رادیو، 1377، شماره 5، ص. 52-54.
7. Andraav V. حفاظت اضافی از تثبیت کننده از گرمای بیش از حد. - رادیو، 1379، شماره 4، ص. 44.
8. Bobrov O. فیوز الکترونیکی. - رادیو، 1380، شماره 3، ص. 54.

LM317 بیش از هر زمان دیگری برای طراحی منابع تنظیم شده ساده و برای تجهیزات الکترونیکی با ویژگی های خروجی مختلف، هم با ولتاژ خروجی تنظیم شده و هم با ولتاژ و ولتاژ معین مناسب است. جاریبارها

برای سهولت در محاسبه پارامترهای خروجی مورد نیاز، ماشین حساب تخصصی LM317 وجود دارد که از لینک انتهای مقاله به همراه دیتاشیت LM317 قابل دانلود است.

مشخصات استابلایزر LM317:

• تامین ولتاژ خروجی از 1.2 تا 37 ولت.
• جریان بار تا 1.5 آمپر
• وجود محافظ در برابر اتصال کوتاه احتمالی.
• حفاظت قابل اعتماد ریز مدار از گرمای بیش از حد.
• خطای ولتاژ خروجی 0.1%.

این مدار مجتمع ارزان قیمت در بسته های TO-220، ISOWATT220، TO-3 و D2PAK موجود است.

هدف پین های ریز مدار:

ماشین حساب آنلاین LM317

در زیر یک ماشین حساب آنلاین برای محاسبه تنظیم کننده ولتاژ بر اساس LM317 آورده شده است. در حالت اول بر اساس ولتاژ خروجی مورد نیاز و مقاومت مقاومت R1، مقاومت R2 محاسبه می شود. در حالت دوم، با دانستن مقاومت هر دو مقاومت (R1 و R2)، می توانید ولتاژ خروجی تثبیت کننده را محاسبه کنید.

برای محاسبه تثبیت کننده جریان در LM317 به ماشین حساب مراجعه کنید.

نمونه های کاربردی تثبیت کننده LM317 (نمودار سیم کشی)

تثبیت کننده جریان

را تثبیت کننده جریانمی توان در مدارهای شارژرهای مختلف باتری یا تنظیم شده استمنابع برق مدار شارژر استاندارد در زیر نشان داده شده است.

در این مدار سوئیچینگ از روش شارژ جریان مستقیم استفاده می شود. همانطور که از نمودار مشاهده می شود، جریان شارژ به مقاومت مقاومت R1 بستگی دارد. مقدار این مقاومت در محدوده 0.8 اهم تا 120 اهم است که مربوط به جریان شارژ از 10 میلی آمپر تا 1.56 A است:

منبع تغذیه 5 ولت با کلید الکترونیکی

در زیر نمودار منبع تغذیه 15 ولت با شروع نرم است. نرمی لازم برای روشن کردن تثبیت کننده توسط ظرفیت خازن C2 تنظیم می شود:

مدار سوئیچینگ با خروجی قابل تنظیم تنش