V. Krilov
CONSTRUCCIÓN DE ESTABILIZADORES DE TENSIÓN BIPOLARES EN OU
Los amplificadores operacionales (op-amps) se utilizan cada vez más en una variedad de componentes de equipos de radioaficionados, incluidas las fuentes de alimentación estabilizadas. Las unidades organizativas le permiten aumentar drásticamente los indicadores de calidad de los estabilizadores y su confiabilidad operativa. el uso de amplificadores operacionales en estabilizadores se puede leer en la revista Radio (1975, No. 12, pp. 51, 52 y 1980, No. 3, pp. 33 - 35), El siguiente artículo describe la construcción de estabilizadores bipolares. en el amplificador operacional.
El más simple es un regulador de voltaje bipolar, se puede obtener de dos unipolares idénticos, como se muestra en la fig. 1.
Arroz. 1. Esquema de un estabilizador construido a partir de dos unipolares idénticos
Este estabilizador bipolar puede proporcionar corriente para cada uno de los brazos hasta 0,5 A. El coeficiente de estabilización cuando el voltaje de entrada cambia en ± 10% es 4000. Cuando la resistencia de carga cambia de cero al máximo, el voltaje de salida del estabilizador cambia en no más del 0,001%, es decir, su impedancia de salida no supera los 0,3 MΩ. Ondulación del voltaje de salida con una frecuencia de 100 Hz a la corriente de carga máxima: no más de 1 mV (amplitud doble).
La ventaja de este método de construcción de un estabilizador bipolar es obvia: la posibilidad de utilizar el mismo tipo de elementos para ambos brazos. La desventaja es que las fuentes de voltaje de CA de entrada en este caso no deben tener un punto común, es decir, se requieren dos devanados secundarios aislados entre sí en el transformador de red, dos rectificadores separados y un estabilizador de cuatro hilos con rectificadores.
Para reducir los cables de conexión a tres, un elemento de control (transistores V4, V5) transfiera el brazo inferior del estabilizador de acuerdo con el esquema de su cable positivo al negativo (el superior permanece sin cambios). Esto se puede hacer usando transistores de una estructura diferente: n - R-norte para transistores V4 Y R-norte -R Para V5 (Fig. 2, a). Voltaje de salida del amplificador operacional A2 en este caso, tendrá un negativo en relación con el cable común. De acuerdo con los parámetros de este . prácticamente el mismo que el descrito anteriormente.
Tenga en cuenta que con la transferencia indicada del elemento regulador, podemos limitarnos a reemplazar solo el -ésimo de los transistores, a saber V5, si enciende el regulador de acuerdo con el circuito de un transistor compuesto (Fig. 2, b)- al mismo tiempo, potentes transistores de control en ambos brazos del estabilizador (VI Y V4 de acuerdo con la fig. 2a) siguen siendo los mismos. El coeficiente de estabilización con tal modificación del elemento regulador sigue siendo prácticamente el mismo (alrededor de 4000), pero la resistencia de salida del brazo inferior puede aumentar, ya que al cambiar a un transistor regulador compuesto, la ventaja inherente a la combinación de dos transistores de se pierde la estructura diferente en el elemento regulador (más sobre ver Radio, 1975, No. 12, p. 51). Durante la verificación experimental de los estabilizadores considerados, por ejemplo, se registró un aumento en la resistencia de salida por un factor de tres.
También se pueden usar potentes transistores de control del mismo tipo en ambos brazos de un estabilizador bipolar si, de acuerdo con el circuito de un transistor compuesto, se enciende el elemento de control del circuito superior del brazo estabilizador (Fig. 2,c), dejando transistores de diferentes estructuras en otro estabilizador.
Arroz. 2. Esquema de un estabilizador alimentado por un solo rectificador
Arroz. Fig. 3. Esquema de un estabilizador alimentado por un amplificador operacional desde el voltaje de salida.
En los estabilizadores considerados, los amplificadores operacionales se alimentan directamente con el voltaje unipolar de entrada, pero esto solo es posible en los casos en que el voltaje de entrada es aproximadamente igual al voltaje de suministro nominal del amplificador operacional. Si el primero de estos voltajes supera al segundo, entonces el amplificador operacional puede alimentarse, por ejemplo, desde los estabilizadores paramétricos más simples que limitan el voltaje de entrada al nivel requerido. el caso cuando el voltaje de suministro de cada uno de los brazos del estabilizador resulta ser significativamente menor que el requerido para alimentar el sistema operativo. debe conmutarse a su alimentación con tensión bipolar. En los estabilizadores bipolares, esto se implementa de forma relativamente sencilla.
En la fig. 3 muestra un circuito estabilizador, cuya tensión bipolar de salida es igual a la tensión de alimentación, lo que permitió alimentarlos directamente desde la salida del estabilizador. transistores V3 Y V8 proporcionar amplificación del voltaje de salida del amplificador operacional al nivel requerido, V4 protege el transistor emisor V3 del voltaje inverso que puede aparecer en la salida del amplificador operacional (con su suministro bipolar), por ejemplo, durante transitorios. En el caso de que el voltaje inverso máximo permitido entre el emisor y la base del transistor exceda el voltaje de suministro del amplificador operacional, el uso de dicho diodo es redundante. Es por eso que en el transistor base V8 falta el diodo.
Lugar de fuentes de voltaje ejemplares (diodos zener V5 Y V9) en comparación con el estabilizador considerado anteriormente (ver Fig. 2, a), aquí se cambia para mantener la naturaleza negativa de la retroalimentación en presencia de amplificadores adicionales en los transistores V3 Y V8. sería negativo incluso si cada uno de los trons estabilizadores V5 Y V9 conecte entre la entrada inversora del amplificador operacional correspondiente y el cable común del estabilizador, pero en el caso bajo consideración, dicha inclusión es inaceptable, ya que excederá el voltaje de modo común límite, que para el amplificador operacional K1UT401B (nuevo nombre K.140UD1B) es de ± 6 V.
Al suministrar voltaje de salida al amplificador operacional, se debe prestar especial atención a la confiabilidad de iniciar el estabilizador. En el caso en cuestión, se garantiza dicho inicio que inmediatamente después de que se aplique el voltaje de entrada a través de las resistencias de carga R2 Y R9 transistores de base con fugas V2 Y V7 respectivamente. Al mismo tiempo, los elementos reguladores de los brazos estabilizadores se abren, los voltajes de salida aumentan, introduciendo el dispositivo en modo operativo.
Una verificación experimental de este estabilizador dio los siguientes resultados: estabilización cuando el voltaje de entrada cambia en ± 10% excede 10,000, la resistencia de salida es de 3 MΩ.
Todos los estabilizadores de voltaje bipolares discutidos anteriormente son una combinación de dos estabilizadores unipolares conectados por un cable común, cuyos voltajes de salida se establecen de forma independiente entre sí. Con tal construcción de un estabilizador bipolar, es difícil asegurar la igualdad de los voltajes de sus brazos tanto al establecer un estabilizador como en sus condiciones de operación. En varios casos, por ejemplo, en convertidores de "voltaje", se imponen requisitos muy altos al estabilizador bipolar en términos de simetría de su voltaje de salida con respecto al cable común. El cumplimiento de tales requisitos se proporciona de manera relativamente simple en el estabilizador, cuyo esquema se muestra en la Fig. 4.
Arroz. 4. Estabilizador con tensión de salida simétrica
Aquí, según el esquema, el brazo superior no es diferente del brazo superior del estabilizador anterior (ver Fig. 3). el hombro está construido de manera diferente. En la entrada inversora, el amplificador operacional está conectado a un cable común y, por lo tanto, el voltaje en esta entrada es cero. Dado que el voltaje de entrada diferencial del amplificador operacional es insignificante (unos pocos milivoltios), entonces el voltaje en la entrada no inversora será cero. Pero esta entrada de amplificador operacional está conectada al punto medio del divisor de voltaje R14 R15, incluido entre las conclusiones extremas del estabilizador; Debido a esto, el valor absoluto de la tensión Uvyh. n a la salida del brazo inferior del estabilizador vendrá determinado por la siguiente expresión:
donde Uout. n es la tensión de la parte superior del brazo.
Cuando las resistencias de los resistores son iguales R14 Y R15 la salida del lado inferior se establece automáticamente igual al voltaje del superior, y el dispositivo "supervisa" constantemente su valor. Por ejemplo, si usamos una resistencia de sintonización R8 aumente el voltaje Uout. c, esto aumentará el voltaje en la entrada no inversora del amplificador operacional A2 y, en consecuencia, a su salida. Donde V8 comienza a cerrarse, el voltaje en el transistor regulador V6 disminuir. El voltaje de salida del brazo inferior aumentará a un nivel en el que el voltaje en la entrada no inversora del amplificador operacional A2 volverá a ser igual a cero, es decir, al nivel recién establecido Uvyx. b.
Por lo tanto, en el estabilizador bipolar en consideración, el voltaje a la salida de ambos brazos se inculca con un trimmer R8, y la igualdad de los valores absolutos de los voltajes de salida positivos y negativos en R14 = R15 está determinado únicamente por la clase de precisión de estas resistencias.
En cuanto a la calidad, el estabilizador no difiere del anterior.
El uso de potentes transistores de efecto de campo en los estabilizadores de tensión, a pesar de sus innegables ventajas: resistencia de canal abierto ultrabaja (unos pocos miliohmios), que permite obtener una caída de tensión ultrabaja entre la tensión de entrada y la de salida (décimas de un voltio), altas corrientes (cientos de amperios), bajo costo (especialmente transistores de canal n) - se sabe que resuelve un problema asociado con un voltaje de umbral alto (2 - 5 V) que debe aplicarse a la puerta para abre el transistor Si, por ejemplo, en un regulador de voltaje positivo en un transistor de canal n, el voltaje de entrada se aplica al drenaje, el voltaje de salida se elimina de la fuente y la compuerta es controlada por el amplificador operacional, entonces con un pequeño caída de voltaje del estabilizador (entre la fuente y el drenaje del transistor), el amplificador operacional debe aplicar voltaje a la puerta de 2 a 5 V por encima de la fuente y, por lo tanto, por encima del drenaje, es decir, por encima del voltaje de entrada. Pero, ¿dónde puedo obtenerlo si no hay otro voltaje además de la entrada? Qué trucos se usan para obtener un voltaje más alto que el de entrada: usan un devanado de transformador adicional y un rectificador basado en él, varios circuitos de aumento de voltaje de entrada basados en multiplicadores de voltaje e incluso convertidores de CC / CC integrados en algunos microcircuitos estabilizadores modernos.
Si se requiere un estabilizador bipolar, se utilizan los esquemas mencionados anteriormente con sus deficiencias.
El autor se preguntó: ¿es posible usar en un estabilizador bipolar para alimentar el amplificador operacional, además del voltaje de entrada del estabilizador, también el voltaje de entrada de otro estabilizador, y en el otro, la entrada del primero? Como mostró el resultado de tal experimento, resulta que es posible. Además, el autor recibió un nivel tan bajo de ondulación del voltaje de salida de los estabilizadores a altas corrientes, que ni siquiera esperaba.
El resto de la presentación se estructurará de la siguiente manera. En primer lugar, se darán los conocidos circuitos simplificados de estabilizadores basados en amplificadores operacionales y transistores de efecto de campo, luego los diagramas esquemáticos basados en ellos, luego el cableado de las placas estabilizadoras, sus fotografías y el diseño de una fuente de alimentación (IP) basada en un estabilizador bipolar se dará. Después de eso, se darán los resultados de las pruebas de los estabilizadores y, en particular, los oscilogramas de ondas de voltaje de salida. Al final del artículo, se resumirán los parámetros de salida de los estabilizadores.
diagramas simplificados
La Figura 1 muestra cuatro circuitos estabilizadores basados en FET de potencia y amplificador operacional simplificados.
El principio de funcionamiento del estabilizador de la figura 1a es el siguiente. Se aplica un voltaje de entrada U IN al drenaje del transistor de efecto de campo de canal n, y el voltaje de salida estabilizado U OUT se toma de la fuente, cuyo potencial siempre es menor que el potencial de drenaje. Así, en este circuito, el transistor opera normalmente. El amplificador operacional compara el voltaje de referencia V REF aplicado a su entrada no inversora con parte de la salida tomada del divisor R, aplicada a su entrada inversora e igual a V REF en un U OUT dado. Con su voltaje de salida, el amplificador operacional actúa sobre la puerta del transistor de tal manera que el voltaje tomado del divisor siempre sería igual a V REF, independientemente del voltaje de entrada y la corriente de carga. Por ejemplo, cuando la corriente de carga aumenta, el voltaje de salida cae y, por lo tanto, el voltaje tomado del divisor también cae, y dado que se aplica a la entrada inversora del amplificador operacional, el voltaje de salida del amplificador operacional aumenta, lo que hace que el potencial de la puerta aumente y el transistor se abra ligeramente, restaurando el voltaje de salida al nivel anterior. Una característica y la principal desventaja de este circuito es el hecho de que el voltaje de la puerta en el que el transistor comienza a abrirse siempre es más alto que el voltaje de la fuente en 2 - 5 V. Por lo tanto, si se toma el voltaje de suministro positivo del amplificador operacional del voltaje de entrada, entonces siempre debe ser más alto que el voltaje de entrada, unos pocos voltios, es decir, unos pocos voltios más que 2 - 5 V, lo cual es inaceptablemente mucho. Pero si no hay otro voltaje que el de entrada, entonces este circuito simplemente no se puede usar. ¿Y si hay? Entonces es posible (¡y necesario!), y esta es solo una de las características de los estabilizadores descritas en el artículo. La ventaja del circuito es el uso de un potente transistor de efecto de campo de canal n que, en igualdad de condiciones, es de 2 a 5 veces más barato que uno de canal p. Además, los transistores de canal n potentes son varias veces más comunes que los de canal p y, finalmente, los transistores de canal n, en algunos aspectos, tienen características inalcanzables para los transistores de canal p. Por ejemplo, resistencia de canal abierto ultrabaja, que alcanza hasta 2,4 mΩ (IRFB3206), o pendiente enorme, cuyo valor mínimo es de 230 cm (IRFB3306), los transistores de canal p simplemente no existen. Aunque a un costo (alrededor de $ 1), estos transistores (IRFB3206, IRFB3306) no superan el costo de los transistores de canal p más modernos.
La Figura 1c muestra un circuito regulador de voltaje negativo simplificado, el cual es un “espejo” en relación al circuito de la Figura 1a y funciona de manera similar (solo para voltaje negativo), por lo tanto, en opinión del autor, no necesita explicación. Una desventaja adicional de este circuito es el uso de un transistor de efecto de campo de canal p en él.
Aquí, se debe hacer una digresión con respecto a los circuitos rectificadores utilizados en los estabilizadores bipolares.
El circuito más común utiliza un devanado secundario de transformador con derivación central y dos circuitos de rectificación de medio puente para cada uno de los voltajes (positivo y negativo). Tal circuito (no mostrado debido a la simplicidad) utiliza dos diodos rectificadores para cada uno de los circuitos rectificadores de medio puente, por lo que el número total de diodos es cuatro, lo que es una ventaja indudable. Dado que un transformador generalmente se suministra con dos devanados secundarios idénticos (en lugar de uno con una derivación central), en un esquema de rectificación de este tipo, el extremo de uno de los devanados se conecta al comienzo del otro; este es el punto medio.
Menos común es un circuito de rectificación de puente completo para cada uno de los voltajes de los dos devanados secundarios, que ya utiliza 4 diodos para cada voltaje, y el número total de diodos es de 8, es decir, el doble que el primero. Aunque el doble de diodos es una desventaja de un circuito de rectificación de este tipo, se puede extraer una característica muy interesante de sus propiedades, y es que ambos voltajes rectificados están aislados entre sí.
Cabe señalar aquí que la idea de tal suministro adicional de estabilizadores no es nueva. Por primera vez, hasta donde el autor sabe, tal idea fue utilizada en el trabajo para alimentar un estabilizador basado en componentes discretos (es decir, sin el uso de microcircuitos), donde se utilizaron transistores bipolares como de potencia.
Los transistores de efecto de campo ya se usaron en el trabajo en el circuito estabilizador, también basado en componentes discretos, sin embargo, la complejidad del circuito llevó al hecho de que la placa estabilizadora resultó ser simplemente enorme (175 × 80 mm), y incluso con cableado bidireccional, lo cual es muy problemático de hacer por su cuenta. De cara al futuro, observamos que la placa del estabilizador bipolar que se describe aquí tiene un cableado de un solo lado y tiene un tamaño de solo 40 × 16 mm. Es fácil hacer un tablero de este tipo por su cuenta (ver más abajo).
Para obtener potencia adicional (de otro estabilizador), en el trabajo se usaron diodos zener con sus resistencias limitadoras de corriente, y en la Figura 2, como ya se mencionó, se usaron microcircuitos de estabilizadores 78L24 / 79L24. El uso de estos microcircuitos en lugar de diodos zener con resistencias se justifica por las siguientes razones. En primer lugar, la estabilidad de bajo voltaje de los diodos zener no se puede comparar con la estabilidad relativamente alta del voltaje de salida de los microcircuitos y, en segundo lugar, por extraño que parezca, el microcircuito es más barato que un diodo zener de medio vatio más una resistencia de medio vatio (y su no se puede usar una potencia más baja, ya que esto provocará el calentamiento de la resistencia y el diodo zener y una alta probabilidad de falla) y, en tercer lugar, los microcircuitos ocupan menos espacio en el tablero.
En la Figura 2, los conductores de potencia están resaltados en negrita. Los diodos VD1 - VD4 se utilizan para el arranque inicial de los estabilizadores cuando se enciende la alimentación.
Ahora, después de explicaciones preliminares tan detalladas, no es difícil comprender el funcionamiento de los diagramas de circuitos.
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Los estabilizadores de voltaje de conmutación tienen una alta eficiencia. y pequeñas dimensiones, por lo que son ampliamente utilizados en las modernas fuentes de energía secundaria. Un diagrama esquemático de un regulador de voltaje de conmutación de tipo serial en un amplificador operacional se muestra en la fig. 4.19.
Arroz. 19. Diagrama esquemático de un regulador de voltaje de conmutación de tipo serial en un amplificador operacional
El esquema del circuito de medición es similar a la fig. 4. 17, pero no se monta un amplificador en el amplificador operacional, sino un comparador con una característica de relé en forma de bucle. La retroalimentación positiva, que crea una característica similar a un bucle, se lleva a cabo por la resistencia R6, el ancho del bucle está determinado por la relación de las resistencias de las resistencias R5 y R6. La resistencia de la resistencia R6 es mucho mayor que la resistencia de la resistencia R5 y el ancho del bucle es de varios milivoltios. Convencionalmente, la característica estática del comparador en relación con el voltaje del divisor se muestra en la fig. 4.20.
Arroz. 4. 20. Característica estática del comparador
Si el voltaje excede el umbral superior U П2, entonces el voltaje del comparador es mínimo, el diodo zener VD2 está cerrado, los transistores VT2 y VT1 están cerrados, el voltaje de salida disminuye con el tiempo. Si el voltaje es menor que el umbral inferior U П1, entonces el voltaje del comparador es máximo, el diodo zener VD2 está roto, los transistores VT2 y VT1 están abiertos, el voltaje de salida aumenta con el tiempo. Se producen autooscilaciones de tensión. tu 2 con respecto al valor de . Dado que el bucle del comparador es muy estrecho, las desviaciones de voltaje tu 2 se consideran válidos. En la fig. 4. 21 muestra los diagramas de tiempo del cambio de voltaje del KSN para dos valores del voltaje de entrada.
Arroz. 4. 21. Diagramas de tiempo de voltajes de KSN pulsado
Reducción de voltaje tu 1 condujo a un aumento en la duración del pulso en voltaje REINO UNIDO(4. aumentar el tiempo del estado abierto del transistor VT1) y reducir la duración de la pausa. El período de repetición del pulso también ha cambiado. Rango de voltaje tu 2 supera la zona limitada por los valores umbral debido a procesos oscilatorios en el filtro LC.
La presencia de autooscilaciones en el voltaje de salida es una desventaja de los estabilizadores de voltaje pulsado, pero esto prácticamente no afecta el funcionamiento de los consumidores alimentados por el estabilizador, y las ventajas de la regulación pulsada son significativas. Cabe señalar que, dado que los transistores VT1 y VT2 tienen una conductividad diferente, se necesita un circuito de activación VD4, R9, que funcione, así como en un circuito KSN en serie en transistores de diferente conductividad.
La principal desventaja de los estabilizadores lineales de media y alta potencia es su baja eficiencia. Además, cuanto menor sea el voltaje de salida de la fuente de alimentación, menor será su eficiencia. Esto se debe a que, en el modo de estabilización, el transistor de potencia de la fuente de alimentación suele estar conectado en serie con la carga, y para el funcionamiento normal de dicho estabilizador, se requiere una tensión colector-emisor (11ke) de al menos 3 ... Sobre el transistor de regulación deben actuar 5 V. Con corrientes superiores a 1 A, se producen importantes pérdidas de potencia debido a la liberación de energía térmica disipada en el transistor de potencia. Lo que lleva a la necesidad de aumentar el área del disipador de calor o usar un ventilador para enfriamiento forzado.
Los reguladores de voltaje lineales integrados basados en chips de la serie 142EN(5...14), que son ampliamente utilizados debido a su bajo costo, tienen el mismo inconveniente. Recientemente, han aparecido a la venta microcircuitos importados de la serie "LOW DROP" (SD, DV, LT1083/1084/1085). Estos microcircuitos pueden operar a un voltaje reducido entre entrada y salida (hasta 1...1.3 V) y proporcionar un voltaje estabilizado en la salida en el rango de 1.25...30 V a una corriente de carga de 7.5/5/3 A, respectivamente. El análogo doméstico más cercano del tipo KR142EN22 en términos de parámetros tiene una corriente de estabilización máxima de 5 A.
A la corriente máxima de salida, el fabricante garantiza el modo de estabilización a una tensión de entrada-salida de al menos 1,5 V. Los microcircuitos también tienen protección incorporada contra el exceso de corriente en la carga de un valor aceptable y protección térmica contra sobrecalentamiento. del caso
Estos estabilizadores proporcionan la inestabilidad del voltaje de salida "0.05% / V, la inestabilidad del voltaje de salida cuando la corriente de salida cambia de 10 mA al valor máximo no es peor que 0.1% / V. Un circuito típico para encender dicho voltaje estabilizadores se muestra en la Fig. 4.1.
Los condensadores C2 ... C4 deben ubicarse cerca del microcircuito y es mejor si son de tantalio. La capacitancia del capacitor C1 se selecciona de la condición de 2000 microfaradios por 1 A de corriente. Los microcircuitos se producen en tres tipos de diseño de paquete, que se muestran en la fig. 4.2. El tipo de casco se especifica con las últimas letras de la designación. Información más detallada sobre estos microcircuitos está disponible en la literatura de referencia, por ejemplo J119.
Es económicamente factible usar tales estabilizadores de voltaje a una corriente de carga de más de 1 A, así como en caso de falta de espacio en la estructura. Sobre elementos discretos, también se puede realizar una fuente de alimentación económica. Mostrado en la fig. 4.3, el circuito está diseñado para una tensión de salida de 5 V y una corriente de carga de hasta 1 A. Garantiza un funcionamiento normal con una tensión mínima en el transistor de potencia (0,7 ... 1,3 V). Esto se logra mediante el uso de un transistor (VT2) con un ike de bajo voltaje en estado abierto como regulador de potencia. Esto permite asegurar el funcionamiento del circuito estabilizador a tensiones de entrada-salida más bajas.
El circuito cuenta con protección (tipo disparador) en caso de sobrepasar la corriente en la carga de un valor aceptable, así como superar la tensión en la entrada del estabilizador de 10,8 V.
La unidad de protección está hecha en un transistor VT1 y un tiristor VS1. Cuando se activa el tiristor, apaga el chip DA1 (el pin 7 está cortocircuitado a un cable común). En este caso, el transistor VT3 y, por lo tanto, VT2 se cerrarán y la salida será de voltaje cero. Es posible devolver el circuito a su estado original después de eliminar la causa que provocó la sobrecarga, solo apagando y volviendo a encender la fuente de alimentación.
Por lo general, no se requiere el capacitor SZ; su tarea es facilitar el inicio del circuito en el momento del encendido.
Es posible devolver el circuito a su estado original después de eliminar la causa que provocó la sobrecarga, solo apagando y volviendo a encender la fuente de alimentación. Por lo general, no se requiere el capacitor SZ; su tarea es facilitar el inicio del circuito en el momento del encendido. La topología de la placa de circuito impreso para elementos de montaje se muestra en la fig. 4.4 (contiene un puente a granel). El transistor VT2 está montado en un radiador.
En la fabricación se utilizaron las siguientes piezas: una resistencia R8 sintonizada del tipo SPZ-19a, el resto de las resistencias son de cualquier tipo; condensadores C1 - K50-29V para 16 V, C2 ... C5 - K10-17, C5 - K52-1 para 6,3 V. El circuito se puede complementar con un indicador de protección LED (HL1). Para hacer esto, deberá instalar elementos adicionales: un diodo VD3 y una resistencia R10, como se muestra en la Fig. 4.5.
Literatura: I.P. Shelestov - Esquemas útiles para radioaficionados, libro 3.
El estabilizador de voltaje de compensación continua considerado reduce la potencia máxima disipada por el transistor de regulación en el modo de cortocircuito. El diagrama de circuito del estabilizador se muestra en la fig. 5.
Modo de límite de corriente
Resistor R 1 es un sensor de corriente. En caso de sobrecorriente R 1 se genera un voltaje, que a través de la resistencia R 2 aplicado a la unión base-emisor del transistor Vermont3 , que se abre. Como resultado, aparecen corrientes de base y de colector. Vermont3 , que reducen la corriente de base del transistor Vermont2 , respectivamente, las corrientes de colector de los transistores disminuyen Vermont2 Y Vermont1 , que limita la corriente de salida del regulador de voltaje.
Protección contra cortocircuitos
2 resistencias se utilizan para la protección - R 2 Y R 3 y durante el funcionamiento normal
voltaje del emisor del transistor Vermont1 igual al día libre. En caso de cortocircuito, el voltaje de salida es cero, respectivamente, el voltaje en el emisor del transistor. Vermont1
también es cero y todo el voltaje de entrada se aplica a las resistencias R 2 Y R 3 . Voltaje encendido
R 2 aumenta y la caída de voltaje a través del R 1 , lo que conduce al descubrimiento
Arroz. 5. Diagrama esquemático del estabilizador de voltaje.
en un amplificador operacional con un nivel de límite de corriente variable
y con protección contra cortocircuito
transistor Vermont3 . resistencias R 2 Y R 3 calculada de modo que la corriente del colector Vermont3 en modo de cortocircuito era aproximadamente el 80% de la corriente base Vermont2 . En consecuencia, la corriente de base Vermont2 disminuye aproximadamente 5 veces, lo que conduce a una disminución en la corriente del colector Vermont1 también 5 veces. Así el transistor Vermont1 protegido contra sobrecarga en caso de cortocircuito.
Estabilización de voltaje de salida
Si en funcionamiento normal, por alguna razón, el voltaje de salida del estabilizador cambia, entonces el voltaje creado por el divisor también cambia. R 6 , R 7 , R 8 en el punto A. Amplificador operacional AD1 amplifica la diferencia entre el voltaje de referencia () y el voltaje en el punto A (), que se puede calcular mediante la fórmula
Si el voltaje en la salida del estabilizador ha disminuido, entonces la diferencia será positiva y aumentará, lo que conduce a una disminución en la corriente que pasa a través del diodo zener. enfermedad venérea3 , que es parte de la corriente que pasa por R 4 .La otra parte va a la base del transistor Vermont2 y a la salida del amplificador operacional AD1 . En consecuencia, si disminuye, entonces las corrientes aumentan y, en consecuencia, aumentan. Con un aumento, el circuito de estabilización funciona en una cadena similar (reduciendo la desviación.
diodo Zener enfermedad venérea3 está encendido para que el amplificador operacional AD1 trabajado en modo activo, en el que debería ser aproximadamente la mitad de la tensión de alimentación del amplificador operacional (+ U). El voltaje de salida del propio estabilizador () puede ser mucho mayor. basado en transistores Vermont2 voltaje es superior a 2. En consecuencia, la diferencia entre y el voltaje en la base Vermont2 es un cierto valor, que es compensado por un diodo zener enfermedad venérea3
