วงจรของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าคงที่อย่างง่ายโดยใช้ซีเนอร์ไดโอดและทรานซิสเตอร์อ้างอิง วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า ทำไมตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าจึงเรียกว่าพาราเมตริก

ดังที่คุณทราบไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใดทำงานได้หากไม่มีแหล่งพลังงานที่เหมาะสม ในกรณีที่ง่ายที่สุด หม้อแปลงแบบธรรมดาและสะพานไดโอด (วงจรเรียงกระแส) พร้อมตัวเก็บประจุแบบปรับเรียบสามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานได้ อย่างไรก็ตามหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการนั้นไม่ได้อยู่ในมือเสมอไป ยิ่งกว่านั้นแหล่งพลังงานดังกล่าวไม่สามารถเรียกว่าเสถียรได้เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตจะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าในเครือข่าย
ตัวเลือกในการแก้ปัญหาทั้งสองนี้คือการใช้ตัวกันโคลงสำเร็จรูปเช่น 78L05, 78L12 ใช้งานได้สะดวก แต่ก็ไม่ได้อยู่ในมือเสมอไป อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้พาราเมตริกโคลงโดยใช้ซีเนอร์ไดโอดและทรานซิสเตอร์ แผนภาพแสดงไว้ด้านล่าง

วงจรโคลง

VD1-VD4 ในแผนภาพนี้คือสะพานไดโอดปกติที่ทำการแปลง แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจากหม้อแปลงถึงค่าคงที่ ตัวเก็บประจุ C1 จะปรับแรงดันระลอกคลื่นให้เรียบ โดยเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากการเต้นเป็นจังหวะเป็นค่าคงที่ ควบคู่ไปกับตัวเก็บประจุนี้ควรติดตั้งตัวเก็บประจุแบบฟิล์มหรือเซรามิกที่มีความจุขนาดเล็กเพื่อกรองระลอกคลื่นความถี่สูงเพราะ ที่ความถี่สูง ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าทำงานได้ไม่ดีนัก ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า C2 และ C3 ในวงจรนี้ใช้เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน - ทำให้ระลอกคลื่นเรียบขึ้น สายโซ่ R1 – VD5 ทำหน้าที่สร้างแรงดันไฟฟ้าที่เสถียร โดยตัวต้านทาน R1 ในสายโซ่จะตั้งค่ากระแสเสถียรภาพของซีเนอร์ไดโอด โหลดตัวต้านทาน R2 ทรานซิสเตอร์ในวงจรนี้จะดูดซับความแตกต่างทั้งหมดระหว่างแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและขาออก ดังนั้นจึงมีการกระจายความร้อนในปริมาณที่เหมาะสม วงจรนี้ไม่ได้มีไว้สำหรับเชื่อมต่อโหลดที่ทรงพลัง แต่ควรขันสกรูทรานซิสเตอร์เข้ากับหม้อน้ำโดยใช้สารนำความร้อน
แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของวงจรขึ้นอยู่กับการเลือกซีเนอร์ไดโอดและค่าของตัวต้านทาน ด้านล่างนี้เป็นตารางที่แสดงการจัดอันดับขององค์ประกอบเพื่อสร้างเอาต์พุต 5, 6, 9, 12, 15 โวลต์

แทนที่จะเป็นทรานซิสเตอร์ KT829A คุณสามารถใช้อะนาล็อกที่นำเข้าได้เช่น TIP41 หรือ BDX53 อนุญาตให้ติดตั้งไดโอดบริดจ์ที่เหมาะกับกระแสและแรงดันไฟฟ้าได้ นอกจากนี้คุณยังสามารถประกอบได้จากไดโอดแต่ละตัว ดังนั้นเมื่อใช้ชิ้นส่วนขั้นต่ำจึงจะได้รับตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้ซึ่งสามารถจ่ายพลังงานให้กับส่วนอื่นได้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กินกระแสไฟน้อย

รูปถ่ายของโคลงที่ฉันประกอบ:

โคลงพาราเมตริกแบบขนาน, โคลงซีรีส์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ การคำนวณเชิงปฏิบัติ

สวัสดีตอนบ่าย นักวิทยุสมัครเล่นที่รัก!
วันนี้บนเว็บไซต์ "" ในส่วน "" เราจะตรวจสอบบทความ "" ต่อไป ฉันขอเตือนคุณว่าครั้งที่แล้วในขณะที่ศึกษาวงจรจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์วิทยุสมัครเล่นเรามุ่งเน้นไปที่วัตถุประสงค์และการคำนวณตัวกรองการลบรอยหยัก:

วันนี้เราจะมาดูองค์ประกอบสุดท้าย - ตัวปรับแรงดันไฟฟ้า

เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้า - ตัวแปลงพลังงานไฟฟ้าที่ช่วยให้คุณได้รับแรงดันไฟฟ้าขาออกที่อยู่ภายในขีดจำกัดที่ระบุเมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและความต้านทานโหลดผันผวน

วันนี้เราจะดูตัวปรับแรงดันไฟฟ้าอย่างง่ายสองตัว:
- ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าพาราเมตริกแบบขนานบนซีเนอร์ไดโอด
– ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบอนุกรมบนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์

สารกึ่งตัวนำซีเนอร์ไดโอด - (อีกชื่อหนึ่งคือซีเนอร์ไดโอด) ได้รับการออกแบบเพื่อรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของแหล่งจ่ายไฟ ใน โครงการที่ง่ายที่สุดโคลงพาราเมตริกเชิงเส้น ทำหน้าที่เป็นทั้งแหล่งแรงดันอ้างอิงและองค์ประกอบควบคุมกำลัง ในวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้น จะมีการมอบหมายบทบาทของแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิงเท่านั้น

หนึ่งใน มุมมองภายนอกและการกำหนดซีเนอร์ไดโอด:

ซีเนอร์ไดโอดทำงานอย่างไร?

แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับซีเนอร์ไดโอด (ต่างจากไดโอด) จะถูกจ่ายในขั้วย้อนกลับ (ขั้วบวกเชื่อมต่อกับขั้วลบและขั้วแคโทดเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานบวก - เอ่อ- เมื่อเปิดในลักษณะนี้ กระแสย้อนกลับจะไหลผ่านซีเนอร์ไดโอด - ไอโอบรา.
เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น กระแสย้อนกลับจะเติบโตช้ามาก (ในแผนภาพ เกือบจะขนานกับแกน เอ่อ) แต่มีแรงดันไฟฟ้าอยู่บ้าง เอ่อทางแยกซีเนอร์ไดโอดทะลุผ่าน (แต่การทำลายซีเนอร์ไดโอดไม่ได้เกิดขึ้นในขณะนี้) และกระแสย้อนกลับที่มีค่ามากกว่ามากจะเริ่มไหลผ่าน ในขณะนี้ ลักษณะแรงดันไฟฟ้าของซีเนอร์ไดโอด ( ซีวีซี) ลงไปอย่างรวดเร็ว (เกือบขนานกับแกน ไอโอบรา) – เริ่มต้นโหมดการรักษาเสถียรภาพ พารามิเตอร์หลักซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้ารักษาเสถียรภาพขั้นต่ำ ( ขั้นต่ำ) และกระแสไฟฟ้าคงตัวขั้นต่ำ ( คือขั้นต่ำ).
เพิ่มขึ้นอีกด้วย เอ่อลักษณะแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันของซีเนอร์ไดโอดจะเปลี่ยนทิศทางอีกครั้ง - โหมดความเสถียรจะสิ้นสุดลง พารามิเตอร์หลักคือแรงดันเสถียรภาพสูงสุด ( สูงสุด) และกระแสคงตัวสูงสุด ( สูงสุด- จากช่วงเวลานี้ซีเนอร์ไดโอดจะสูญเสียคุณสมบัติและเริ่มร้อนขึ้นซึ่งอาจนำไปสู่การสลายทางความร้อนของทางแยกซีเนอร์ไดโอดและทำให้เกิดความล้มเหลวตามมา

โหมดการรักษาเสถียรภาพของซีเนอร์ไดโอดสามารถอยู่ภายในขอบเขตที่กว้าง ดังนั้นเอกสารสำหรับซีเนอร์ไดโอดจะระบุค่ากระแสต่ำสุดและสูงสุดที่อนุญาต ( คือขั้นต่ำและ สูงสุด) และแรงดันไฟฟ้าคงที่ ( ขั้นต่ำและ สูงสุด- ภายในช่วงเหล่านี้อยู่ในช่วงที่เลือกโดยผู้ผลิต ระบุ ค่านิยม – เกาะและ สหรัฐอเมริกา- โดยทั่วไปกระแสการรักษาเสถียรภาพที่กำหนดมักจะกำหนดโดยผู้ผลิตที่ 25% -35% ของค่าสูงสุด และค่าพิกัดของแรงดันไฟฟ้ารักษาเสถียรภาพคือค่าเฉลี่ยของค่าสูงสุดและต่ำสุด

เช่น คุณสามารถใช้โปรแกรมได้ “ “ และเห็นด้วยตาของคุณเองว่าคุณลักษณะใดที่ให้ไว้ในหนังสืออ้างอิงเกี่ยวกับซีเนอร์ไดโอด:

ตัวอย่างเช่น ซีเนอร์ไดโอด D814G:
- กระแสรักษาเสถียรภาพที่กำหนด (Ist) = 5 mA;
– แรงดันไฟฟ้าคงตัวที่กำหนด (Ust) = (จาก 10 ถึง 12 โวลต์) = 11 โวลต์;
– กระแสไฟฟ้าคงตัวสูงสุด (Ist สูงสุด) = 29 mA
เราจะต้องใช้ข้อมูลนี้เมื่อคำนวณตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่ง่ายที่สุด

หากคุณไม่พบซีเนอร์ไดโอดพื้นเมือง, โซเวียต, ซีเนอร์ที่ต้องการคุณสามารถใช้ตัวอย่างเช่นโปรแกรมเพื่อเลือกอะนาล็อกชนชั้นกลางตามพารามิเตอร์ที่ต้องการ:

อย่างที่คุณเห็นสามารถเปลี่ยนซีเนอร์ไดโอด D814G ด้วยอะนาล็อกได้อย่างง่ายดาย - BZX55C11 (ซึ่งมีคุณสมบัติที่ดีกว่าเล็กน้อย)

ทีนี้เรามาดูกันดีกว่า ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบพาราเมตริกขนานบนซีเนอร์ไดโอด.

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าพาราเมตริกแบบขนานบนซีเนอร์ไดโอดใช้ในอุปกรณ์กระแสต่ำ (หลายมิลลิแอมป์) และเป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า (บนตัวต้านทาน ร– ตัวต้านทานบัลลาสต์และซีเนอร์ไดโอด วีดี– ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานตัวที่สอง) กับด้านเข้าซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าจ่ายไม่เสถียร แรงดันขาออกจะถูกถอดออกจากแขนท่อนล่างของตัวกั้น เมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตเพิ่มขึ้น (ลดลง) ความต้านทานภายในของซีเนอร์ไดโอดจะลดลง (เพิ่มขึ้น) ซึ่งช่วยให้สามารถรักษาแรงดันเอาต์พุตให้อยู่ในระดับที่กำหนดได้ ความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและแรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพของซีเนอร์ไดโอดจะลดลงทั่วตัวต้านทานบัลลาสต์

ลองพิจารณาวงจรของตัวปรับแรงดันไฟฟ้า (ที่ง่ายที่สุด) นี้:

สำหรับ ดำเนินการตามปกติโครงการกระแสผ่านซีเนอร์ไดโอดควรสูงกว่ากระแสในโหลดที่เสถียรหลายเท่า (3-10 เท่า) ในทางปฏิบัติ เนื่องจากกระแสไฟเสถียรที่กำหนดของซีเนอร์ไดโอดนั้นน้อยกว่าค่าสูงสุดหลายเท่า จึงอนุญาตให้คำนวณได้ว่ากระแสโหลดไม่ควรเกินกระแสไฟเสถียรที่กำหนด
เช่น: กระแสไฟฟ้าที่ใช้โดยโหลดคือ 10 mA ซึ่งหมายความว่าเราต้องเลือกซีเนอร์ไดโอดเพื่อให้กระแสไฟเสถียรที่กำหนดไม่น้อยกว่า 10 mA (จะดีกว่าแน่นอนหากมีขนาดใหญ่กว่า)

การคำนวณตัวปรับแรงดันไฟฟ้าพาราเมตริกแบบขนานโดยใช้ซีเนอร์ไดโอด

ที่ให้ไว้:
อุ้ย– แรงดันไฟขาเข้า = 15 โวลต์
ยูเอาท์– แรงดันเอาท์พุต (แรงดันคงที่) = 11 โวลต์

การคำนวณ:
1. จากหนังสืออ้างอิงที่ให้ไว้ข้างต้น เราพิจารณาว่าซีเนอร์ไดโอด D814G เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์ของเรา:
สหรัฐอเมริกา(10-12v) = 11 โวลต์
สูงสุด= 29 มิลลิแอมป์
เกาะเล็กน้อย = 5 mA
จากข้อมูลข้างต้น เราพิจารณาว่ากระแสโหลดไม่ควรเกิน เกาะเล็กน้อย – 5 mA
2. เรากำหนดแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานบัลลาสต์ (R) เป็นความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าเสถียรอินพุตและเอาท์พุต:
อัพ=อูอิน – อูเอาท์=15-11= 4 โวลต์
3. ด้วยการใช้กฎของโอห์ม เรากำหนดค่าของความต้านทานบัลลาสต์ R โดยการหารแรงดันไฟฟ้าตก Udrop ด้วย Ist ของซีเนอร์ไดโอด:
R= ขึ้น/Ist= 4/0.005= 800 โอห์ม
เนื่องจากไม่มีตัวต้านทานที่มีค่าระบุ 800 โอห์ม เราจึงหาค่าที่สูงกว่าที่ใกล้ที่สุด - R = 1,000 โอห์ม = 1 kOhm
4. การกำหนดกำลังของตัวต้านทานบัลลาสต์ ร:
Pres = ขึ้น*Ist= 4*0.005= 0.02 วัตต์
เนื่องจากไม่เพียงแต่กระแสการรักษาเสถียรภาพของซีเนอร์ไดโอดจะไหลผ่านตัวต้านทานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระแสที่ใช้โดยโหลดด้วย เราจึงเพิ่มค่าผลลัพธ์อย่างน้อย 2 เท่า:
ความละเอียด= 0.004*2= 0.008 วัตต์ ซึ่งสอดคล้องกับพิกัดที่ใกล้ที่สุด = 0.125 วัตต์

จะทำอย่างไรถ้าคุณไม่พบซีเนอร์ไดโอดที่มีแรงดันไฟฟ้าคงตัวที่ต้องการ
ในกรณีนี้คุณสามารถสมัครได้ การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของซีเนอร์ไดโอด- ตัวอย่างเช่น หากเราเชื่อมต่อซีเนอร์ไดโอด D814G สองตัวแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าคงตัวจะเป็น 22 โวลต์ (11+11) หากเราเชื่อมต่อ D814G และ D810 เราจะได้แรงดันไฟฟ้าคงที่ 20 โวลต์ (11+10)
อนุญาตให้เชื่อมต่อซีเนอร์ไดโอดในซีรีย์เดียวกันจำนวนเท่าใดก็ได้ (ดังตัวอย่าง - D8**)
อนุญาตให้เชื่อมต่อแบบอนุกรมของซีเนอร์ไดโอดของอนุกรมต่างๆ ได้ก็ต่อเมื่อกระแสการทำงานของสายโซ่อนุกรมตกอยู่ในช่วงกระแสไฟเสถียรที่ได้รับการรับรองของแต่ละอนุกรมที่ใช้

จะทำอย่างไรถ้ากระแสโหลดไม่ใช่ 5 แต่เป็น 25 mA ในตัวอย่างข้างต้น
แน่นอนคุณสามารถปล่อยทุกอย่างไว้เหมือนเดิมได้ เนื่องจากกระแสการรักษาเสถียรภาพสูงสุด (Ist สูงสุด) ของ D814G คือ 29 mA สิ่งเดียวที่คุณต้องทำคือคำนวณกำลังของตัวต้านทานบัลลาสต์ใหม่ แต่ในกรณีนี้ซีเนอร์ไดโอดจะทำงานตามขีดจำกัดความสามารถและคุณจะไม่รับประกันใด ๆ ว่าจะไม่ล้มเหลว
แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้ากระแสโหลดเป็นเช่น 50 mA?

ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบอนุกรมบนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์- โดยพื้นฐานแล้วนี่คือโคลงพาราเมตริกแบบขนานบนซีเนอร์ไดโอดที่เชื่อมต่อกับอินพุตของตัวติดตามตัวปล่อย

แรงดันเอาต์พุตน้อยกว่าแรงดันเสถียรภาพของซีเนอร์ไดโอดเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกที่ทางแยกฐาน - อิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ (สำหรับทรานซิสเตอร์ซิลิคอน - ประมาณ 0.6 โวลต์สำหรับทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียม - ประมาณ 0.25 โวลต์) ซึ่งจะต้องนำเข้า บัญชีเมื่อเลือกซีเนอร์ไดโอด
ผู้ติดตามตัวปล่อย (หรือที่เรียกว่าแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบัน) ​​ช่วยให้คุณสามารถเพิ่มกระแสสูงสุดของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าเมื่อเปรียบเทียบกับตัวโคลงพาราเมตริกแบบขนานบนซีเนอร์ไดโอดใน β (ซ 21e)ครั้ง (ที่ไหน β (h21e)– อัตราขยายปัจจุบันของทรานซิสเตอร์ที่กำหนด ค่าที่น้อยที่สุดจะถูกนำมา)

วงจรของซีรีย์โคลงที่ใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ :

เนื่องจากโคลงนี้ประกอบด้วยสองส่วน - อ้างอิงแรงดันไฟฟ้า(หรือที่เรียกว่าโคลงพาราเมตริกแบบขนานบนซีเนอร์ไดโอด) และ เครื่องขยายเสียงปัจจุบันบนทรานซิสเตอร์ (หรือที่เรียกว่าผู้ติดตามตัวปล่อย) จากนั้นการคำนวณโคลงดังกล่าวจะดำเนินการคล้ายกับตัวอย่างข้างต้น
ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียว:
- ตัวอย่างเช่นเราต้องได้รับกระแสโหลด 50 mA จากนั้นเลือกทรานซิสเตอร์ที่มีอัตราขยาย β (ซ 21e)อย่างน้อย 10 ( β (ซ 21e)=น้ำหนักบรรทุก/Ist=50/5=10
– กำลังของตัวต้านทานบัลลาสต์คำนวณโดยใช้สูตร: Рres=Upad*(Ist+Iload)

กระแสโหลดสามารถเพิ่มขึ้นได้อีกหลายครั้งหากคุณใช้วงจรที่มีทรานซิสเตอร์แบบคอมโพสิต (ทรานซิสเตอร์สองตัวที่เชื่อมต่อกันตามวงจรดาร์ลิงตันหรือซิกไล):

โดยพื้นฐานแล้วมันเป็น

เงินเดือนมั่นคง ชีวิตมั่นคง ฐานะมั่นคง อันสุดท้ายไม่เกี่ยวกับรัสเซียแน่นอน :-) หากคุณดูในพจนานุกรมอธิบาย คุณจะเข้าใจได้อย่างชัดเจนว่า "ความมั่นคง" คืออะไร ในบรรทัดแรกยานเดกซ์ให้คำนี้แก่ฉันทันที: มั่นคง - นี่หมายถึงคงที่มั่นคงไม่เปลี่ยนแปลง

แต่ส่วนใหญ่คำนี้มักใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมไฟฟ้า ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ค่าคงที่ของพารามิเตอร์มีความสำคัญมาก ซึ่งอาจเป็นกระแส แรงดันไฟฟ้า ความถี่ของสัญญาณ ฯลฯ การเบี่ยงเบนของสัญญาณจากพารามิเตอร์ที่กำหนดอาจทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานไม่ถูกต้องและอาจถึงขั้นพังได้ ดังนั้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่ทุกอย่างจะทำงานได้อย่างเสถียรและไม่ล้มเหลว

ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมไฟฟ้า ปรับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่- การทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขึ้นอยู่กับค่าแรงดันไฟฟ้า หากมีการเปลี่ยนแปลงในระดับที่น้อยลงหรือแย่กว่านั้นคือเพิ่มขึ้น อุปกรณ์ในกรณีแรกอาจไม่ทำงานอย่างถูกต้อง และในกรณีที่สองอาจลุกเป็นไฟได้

เพื่อป้องกันแรงดันไฟกระชากและตกต่างๆ อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากตามที่คุณเข้าใจจากวลีพวกเขาจะคุ้นเคย มีเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้า "กำลังเล่น"

ซีเนอร์ไดโอดหรือซีเนอร์ไดโอด

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่ง่ายที่สุดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือองค์ประกอบวิทยุ ซีเนอร์ไดโอด- บางครั้งก็เรียกว่า ซีเนอร์ไดโอด- ในแผนภาพ ซีเนอร์ไดโอดถูกกำหนดไว้ดังนี้:

เทอร์มินัลที่มี "แคป" เรียกว่าเหมือนกับของไดโอด - แคโทดและอีกข้อสรุปก็คือ ขั้วบวก.

ซีเนอร์ไดโอดมีลักษณะเหมือนกับไดโอด ในภาพด้านล่างด้านซ้ายเป็นซีเนอร์ไดโอดสมัยใหม่ประเภทยอดนิยมและด้านขวาเป็นหนึ่งในตัวอย่าง สหภาพโซเวียต

หากคุณดูซีเนอร์ไดโอดของโซเวียตอย่างใกล้ชิด คุณจะเห็นการกำหนดแผนผังนี้ในตัวมันเอง ซึ่งระบุว่าแคโทดของมันอยู่ที่ไหนและขั้วบวกของมันอยู่ที่ไหน

แรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพ

พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดของซีเนอร์ไดโอดคือ แรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพพารามิเตอร์นี้คืออะไร?

หยิบแก้วมาเติมน้ำกันเถอะ...

ไม่ว่าเราจะเทน้ำลงในแก้วมากแค่ไหน น้ำส่วนเกินก็จะไหลออกจากแก้ว ฉันคิดว่าสิ่งนี้สามารถเข้าใจได้สำหรับเด็กก่อนวัยเรียน

ตอนนี้โดยการเปรียบเทียบกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ กระจกเป็นซีเนอร์ไดโอด ระดับน้ำในแก้วที่เต็มถึงขอบคือ แรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพซีเนอร์ไดโอด ลองนึกภาพเหยือกน้ำขนาดใหญ่ที่อยู่ติดกับแก้ว เราแค่เติมน้ำจากเหยือกลงในแก้ว แต่เราไม่กล้าแตะเหยือก มีทางเลือกเดียวเท่านั้น - เทน้ำจากเหยือกโดยเจาะรูในเหยือก หากเหยือกมีขนาดเล็กกว่าแก้ว เราก็จะไม่สามารถเทน้ำลงในแก้วได้ เพื่ออธิบายในแง่อิเล็กทรอนิกส์ เหยือกมี "แรงดันไฟฟ้า" มากกว่า "แรงดันไฟฟ้า" ของแก้ว

ดังนั้นผู้อ่านที่รักหลักการทำงานของซีเนอร์ไดโอดทั้งหมดจึงมีอยู่ในแก้ว ไม่ว่าเราจะเทกระแสอะไรลงไป (แน่นอนว่าด้วยเหตุผลไม่เช่นนั้นแก้วจะพัดพาไปและแตก) แก้วก็จะเต็มอยู่เสมอ แต่จำเป็นต้องเทจากด้านบน ซึ่งหมายความว่า แรงดันไฟฟ้าที่เราใช้กับซีเนอร์ไดโอดจะต้องสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพของซีเนอร์ไดโอด

การทำเครื่องหมายซีเนอร์ไดโอด

เพื่อที่จะค้นหาแรงดันเสถียรภาพของซีเนอร์ไดโอดของโซเวียต เราจำเป็นต้องมีหนังสืออ้างอิง ตัวอย่างเช่นในภาพด้านล่างมีซีเนอร์ไดโอดโซเวียต D814V:

เราค้นหาพารามิเตอร์ในไดเรกทอรีออนไลน์บนอินเทอร์เน็ต อย่างที่คุณเห็น แรงดันไฟฟ้าคงที่ที่อุณหภูมิห้องจะอยู่ที่ประมาณ 10 โวลต์

ซีเนอร์ไดโอดต่างประเทศจะถูกทำเครื่องหมายได้ง่ายกว่า หากมองใกล้ ๆ คุณจะเห็นข้อความง่ายๆ:

5V1 - หมายถึงแรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพของซีเนอร์ไดโอดนี้คือ 5.1 โวลต์ ง่ายกว่ามากใช่ไหม?

แคโทดของซีเนอร์ไดโอดต่างประเทศนั้นมีแถบสีดำเป็นส่วนใหญ่

วิธีตรวจสอบซีเนอร์ไดโอด

จะตรวจสอบซีเนอร์ไดโอดได้อย่างไร? ใช่แล้ว เหมือนกับ! คุณสามารถดูวิธีตรวจสอบไดโอดได้ในบทความนี้ มาตรวจสอบซีเนอร์ไดโอดของเรากัน เราตั้งค่าให้ต่อเนื่องและติดโพรบสีแดงเข้ากับขั้วบวก และติดโพรบสีดำเข้ากับแคโทด มัลติมิเตอร์ควรแสดงแรงดันตกคร่อมไปข้างหน้า

เราสลับโพรบและดูอันหนึ่ง ซึ่งหมายความว่าซีเนอร์ไดโอดของเราพร้อมรบเต็มที่

ถึงเวลาสำหรับการทดลองแล้ว ในวงจรซีเนอร์ไดโอดจะเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับตัวต้านทาน:

ที่ไหน Uin - แรงดันไฟฟ้าขาเข้า, Uout.st – แรงดันไฟฟ้าขาออกที่เสถียร

หากเราดูแผนภาพอย่างใกล้ชิด เราจะไม่ได้อะไรมากไปกว่าตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ทุกอย่างที่นี่เป็นระดับประถมศึกษาและเรียบง่าย:

Uin=Uout.stab +ยูรีซิสเตอร์

หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง: แรงดันไฟฟ้าขาเข้าเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าบนซีเนอร์ไดโอดและตัวต้านทาน

โครงการนี้เรียกว่า โคลงพาราเมตริกบนซีเนอร์ไดโอดตัวเดียว การคำนวณโคลงนี้อยู่นอกเหนือขอบเขตของบทความนี้ แต่ถ้าใครสนใจ google it ;-)

เอาล่ะ เรามาต่อวงจรกันดีกว่า เราใช้ตัวต้านทานที่มีค่าระบุ 1.5 กิโลโอห์มและซีเนอร์ไดโอดที่มีแรงดันไฟฟ้าคงที่ 5.1 โวลต์ ทางด้านซ้ายเราเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟและทางด้านขวาเราวัดแรงดันไฟฟ้าผลลัพธ์ด้วยมัลติมิเตอร์:

ตอนนี้เราตรวจสอบการอ่านมัลติมิเตอร์และแหล่งจ่ายไฟอย่างระมัดระวัง:

ดังนั้น แม้ว่าทุกอย่างชัดเจนแล้ว มาเพิ่มความตึงเครียดกันดีกว่า... อ๊ะ! แรงดันไฟฟ้าขาเข้าของเราคือ 5.5 โวลต์ และแรงดันไฟฟ้าขาออกของเราคือ 5.13 โวลต์! เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพของซีเนอร์ไดโอดคือ 5.1 โวลต์ ดังที่เราเห็น จึงมีความเสถียรอย่างสมบูรณ์แบบ

ลองเพิ่มโวลต์เข้าไปอีก แรงดันไฟฟ้าขาเข้าคือ 9 โวลต์ และซีเนอร์ไดโอดคือ 5.17 โวลต์! อัศจรรย์!

นอกจากนี้เรายังเพิ่ม... แรงดันไฟฟ้าขาเข้าคือ 20 โวลต์และเอาต์พุตราวกับว่าไม่มีอะไรเกิดขึ้นคือ 5.2 โวลต์! 0.1 โวลต์เป็นข้อผิดพลาดเล็กน้อยมาก ในบางกรณีก็สามารถละเลยได้

คุณลักษณะของโวลต์-แอมแปร์ของซีเนอร์ไดโอด

ฉันคิดว่าการพิจารณาคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน (VAC) ของซีเนอร์ไดโอดจะไม่เสียหาย มีลักษณะดังนี้:

ที่ไหน

ต่างประเทศ– กระแสไปข้างหน้า, A

ขึ้น– แรงดันไปข้างหน้า, V

พารามิเตอร์ทั้งสองนี้ไม่ได้ใช้ในซีเนอร์ไดโอด

เอ่อ– แรงดันย้อนกลับ, V

สหรัฐอเมริกา– แรงดันไฟฟ้าคงที่ที่กำหนด, V

เกาะ– จัดอันดับกระแสเสถียรภาพ A

ค่าที่กำหนดหมายถึงพารามิเตอร์ปกติที่สามารถใช้งานองค์ประกอบวิทยุในระยะยาวได้

ไอแมกซ์– กระแสซีเนอร์ไดโอดสูงสุด, A

อิมมิน– กระแสซีเนอร์ไดโอดต่ำสุด, A

ไอสท์, ไอแมกซ์, ไอมิน – นี่คือกระแสที่ไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดเมื่อทำงาน

เนื่องจากซีเนอร์ไดโอดทำงานในขั้วย้อนกลับ ซึ่งแตกต่างจากไดโอด (ซีเนอร์ไดโอดเชื่อมต่อกับแคโทดที่ขั้วบวก และไดโอดที่มีแคโทดอยู่ที่ลบ) ดังนั้นพื้นที่ทำงานจะเป็นพื้นที่ที่ทำเครื่องหมายด้วยสี่เหลี่ยมสีแดงทุกประการ .

ดังที่เราเห็น เมื่อแรงดันไฟฟ้า Urev กราฟของเราเริ่มลดลง ในเวลานี้สิ่งต่อไปนี้เกิดขึ้นในซีเนอร์ไดโอด: สิ่งที่น่าสนใจเหมือนพังทลาย กล่าวโดยสรุปคือไม่สามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าให้กับตัวเองได้อีกต่อไปและในเวลานี้กระแสในซีเนอร์ไดโอดเริ่มเพิ่มขึ้น สิ่งสำคัญที่สุดคืออย่าหักโหมกระแสมากกว่า Imax ไม่เช่นนั้นซีเนอร์ไดโอดจะเสียหาย โหมดการทำงานที่ดีที่สุดของซีเนอร์ไดโอดถือเป็นโหมดที่กระแสที่ไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดอยู่ตรงกลางระหว่างค่าสูงสุดและค่าต่ำสุด นี่คือสิ่งที่จะปรากฏบนกราฟ จุดปฏิบัติการโหมดการทำงานของซีเนอร์ไดโอด (ทำเครื่องหมายด้วยวงกลมสีแดง)

บทสรุป

ก่อนหน้านี้ ในช่วงเวลาของชิ้นส่วนที่หายากและเป็นจุดเริ่มต้นของยุครุ่งเรืองของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ มักใช้ซีเนอร์ไดโอดเพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟขาออกอย่างผิดปกติ ในหนังสือโซเวียตเก่าเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คุณสามารถดูส่วนนี้ของวงจรแหล่งจ่ายไฟต่างๆ:

ทางด้านซ้ายในกรอบสีแดง ฉันทำเครื่องหมายส่วนของวงจรจ่ายไฟที่คุณคุ้นเคย ที่นี่เราได้รับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ทางด้านขวาในกรอบสีเขียวคือแผนภาพการรักษาเสถียรภาพ ;-)

ปัจจุบันตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบสามเทอร์มินัล (แบบรวม) กำลังแทนที่ตัวปรับความเสถียรโดยใช้ซีเนอร์ไดโอดเนื่องจากจะทำให้แรงดันไฟฟ้ามีเสถียรภาพดีขึ้นหลายเท่าและมีการกระจายพลังงานที่ดี

ในอาลีคุณสามารถใช้ซีเนอร์ไดโอดทั้งชุดได้ทันทีตั้งแต่ 3.3 โวลต์ถึง 30 โวลต์ เลือก ตามรสนิยมและสีของคุณ

แหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ RES พลังงานต่ำที่มีข้อ จำกัด เล็กน้อยในการเปลี่ยนแปลงการใช้กระแสไฟฟ้ามักจะดำเนินการจากตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบพาราเมตริก (PVS) นอกจากนี้ สารเพิ่มความคงตัวเหล่านี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นแหล่งอ้างอิงแรงดันไฟฟ้า (VRS) ในตัวปรับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าชดเชย

โคลงแบบพาราเมตริกทำให้แรงดันไฟขาออกคงที่เนื่องจากคุณสมบัติของคุณสมบัติแรงดันกระแสขององค์ประกอบที่ไม่เชิงเส้นเช่นซีเนอร์ไดโอด, โคลง, โช้คอิ่มตัว โครงร่างโครงสร้างโคลงแบบพาราเมตริกแสดงไว้ในรูปที่ 1 15.1. ในนั้นองค์ประกอบที่ไม่เชิงเส้น NE เชื่อมต่อกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า?/ 0 ผ่านตัวต้านทานการดับ /?„ และโหลดเชื่อมต่อแบบขนานกับ NE ฉัน.เมื่อแรงดันไฟฟ้าอินพุต?/0 เพิ่มขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านองค์ประกอบไม่เชิงเส้น NE จะเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลให้แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานดับไฟเพิ่มขึ้น ดังนั้นแรงดันเอาต์พุตคร่อมโหลดจึงคงที่ ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าขาออกในตัวปรับเสถียรภาพแบบพาราเมตริกถูกกำหนดโดยความชันของคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้ากระแสของ NE และมีค่าต่ำ โคลงพาราเมตริกไม่มีความสามารถในการปรับแรงดันไฟขาออกได้อย่างราบรื่นและตั้งค่าเล็กน้อยได้อย่างแม่นยำ

ตามที่ระบุไว้ เพื่อรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงใน PSN จะใช้องค์ประกอบที่มีลักษณะแรงดันไฟฟ้ากระแสไม่เชิงเส้น องค์ประกอบหนึ่งคือซิลิคอนซีเนอร์ไดโอด แผนภาพพื้นฐานของ PSN แบบขั้นตอนเดียวจะแสดงในรูปที่ 1 15.2.

ข้าว. 15.1

ข้าว. 15.2. วงจรโคลงพาราเมตริกขั้นตอนเดียว

ในวงจรนี้เมื่อแรงดันไฟเข้าเปลี่ยนแปลง ฯลฯโดย ±D เซนต์กระแสผ่านซีเนอร์ไดโอด หก)การเปลี่ยนแปลงโดย A/st ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในแรงดันไฟฟ้าที่ซีเนอร์ไดโอด (โดย ±D?/„) และดังนั้นที่โหลด ค่าของ D(/n ขึ้นอยู่กับ D?/in ซึ่งเป็นความต้านทานของตัวต้านทานจำกัด มันและ

ดิเซนต์

ความต้านทานส่วนต่างของซีเนอร์ไดโอด ก. เซนต์ =--.

d1 เซนต์

ในรูป 15.3 แสดงตัวอย่างคุณลักษณะคงที่ของสารทำให้คงตัวเพื่ออธิบายหลักการรักษาเสถียรภาพและหาค่าสัมประสิทธิ์การรักษาเสถียรภาพ

ค่าสัมประสิทธิ์เสถียรภาพ (โดยแรงดันไฟฟ้าขาเข้า) ของวงจร PSN ในรูปที่ 1 15.2 และลักษณะเฉพาะในรูป 15.3 ปรากฏเป็น

ก และเคและที

และ," "จี

ความต้านทานภายในของโคลงนั้นถูกกำหนดโดยความต้านทานส่วนต่างของซีเนอร์ไดโอดเป็นหลัก ในรูป 15.4 แสดงการขึ้นต่อกัน กรัมเซนต์ซีเนอร์ไดโอดพลังงานต่ำจากแรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพสำหรับกระแสเสถียรภาพต่างๆ / cx จะเห็นได้จากกราฟที่ว่าเมื่อ /st เพิ่มขึ้น ความต้านทานส่วนต่างจะลดลงและไปถึง

ค่าต่ำสุดสำหรับความเสถียร 6-8 V.

ซีเนอร์ไดโอดที่มีแรงดันไฟฟ้า

ข้าว. 15.4.

ข้าว. 15.5.

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของแรงดันไฟฟ้า a n ของซีเนอร์ไดโอดจะกำหนดค่าเบี่ยงเบนของแรงดันเอาต์พุตของ PSN เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ในรูป รูปที่ 15.5 แสดงการขึ้นต่อกันของ n กับแรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพ สำหรับอุปกรณ์ที่มี และเซนต์ > 5.5 V เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมซีเนอร์ไดโอดจะเพิ่มขึ้น ดังนั้น การชดเชยอุณหภูมิในกรณีนี้สามารถทำได้โดยการเชื่อมต่อไดโอดแบบอนุกรมกับซีเนอร์ไดโอดในทิศทางไปข้างหน้า (U02, K/) 3 ในรูป 15.6, ก)

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะเพิ่มความต้านทานภายในของ PSN เนื่องจากความต้านทานส่วนต่างของไดโอดชดเชยความร้อนในทิศทางไปข้างหน้า r diff ซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของไดโอดที่เลือกและโหมดการทำงานของมัน ดังตัวอย่างในรูป 15.7 แสดงการขึ้นต่อกันของ g diff กับกระแสไปข้างหน้าสำหรับ non-

ข้าว. 15.6.

ก- พร้อมไดโอดชดเชยอุณหภูมิ K/) 2, K/) 3; ข -โคลงสองขั้นตอน; วี -โคลงสะพานพร้อมซีเนอร์ไดโอดหนึ่งอัน g - ตัวกันโคลงของสะพานพร้อมซีเนอร์ไดโอดสองตัว ง -โคลงพร้อมตัวติดตามตัวปล่อย อี -ด้วยเครือข่ายสองเทอร์มินัลที่เสถียรในปัจจุบัน และ -ด้วยทรานซิสเตอร์ที่มีความเสถียรในปัจจุบันที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน พีพีพีและ พีพีพี

ไดโอดชนิดใดและซีเนอร์ไดโอดที่ต่อในทิศทางไปข้างหน้า ควรสังเกตว่า PSN ที่ชดเชยอุณหภูมิมีค่า GST เพิ่มขึ้นและค่าสัมประสิทธิ์ความเสถียรลดลง ในรูป รูปที่ 15.8 แสดงการพึ่งพาค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิกับขนาดของกระแสไปข้างหน้าสำหรับซีเนอร์ไดโอดประเภท D814 และไดโอด DZ10 ซึ่งสามารถใช้ในการชดเชยอุณหภูมิได้

หากต้องการความเสถียรที่เพิ่มขึ้นของแรงดันเอาต์พุตของ PSN ให้ใช้วงจรโคลงสองขั้นตอนหรือบริดจ์ดังแสดงในรูปที่ 1 15.6, ข, ใน, ก.เสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าเบื้องต้นใน PSN สองขั้นตอน (รูปที่ 15.6, ข)ดำเนินการโดยใช้องค์ประกอบ ฉันชื่อ UE)และ G/) 2 ช่วยให้คุณได้รับค่าสัมประสิทธิ์การรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าขาออกที่ค่อนข้างสูง

ฉัน จี ไอ r2

ถึง = คิคิ ~-1L__ ก.| -

st2k ถึง st1 ถึง st2 y,)(y

^nx"st1" *st2/"stZ" "st4" "st5 /

ที่ไหน ถึงเซนต์ ถึง st2- ค่าสัมประสิทธิ์การรักษาเสถียรภาพของน้ำตกที่หนึ่งและที่สอง g stb g st2 - ความต้านทานต่างกันของซีเนอร์ไดโอด -KT> 3; a*st4, ^st5 - ความต้านทานส่วนต่าง

ไดโอด อุ๊ย 4, ก/) 5 . แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมโหลดและความต้านทานภายในของ PSN สองขั้นตอนจะเหมือนกับในวงจรในรูปที่ 1 15.6, ก.

ข้าว. 15.7.

จากกระแสตรง

ข้าว. 15.8.

จากกระแสตรง

การเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์เสถียรภาพในวงจรบริดจ์ (รูปที่ 15.6, วี, ช)ทำได้เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าชดเชยที่ปรากฏผ่านตัวต้านทาน ร 2หรือซีเนอร์ไดโอด วีดีเมื่อแรงดันไฟเข้าเปลี่ยนแปลง ค่าสัมประสิทธิ์เสถียรภาพที่ ร เอช =ค่าคอนสตรัค:

สำหรับแผนภาพในรูป 15.6, วี

และ"

คุณอาร์/R 3 -R 2 /R,y

ที่ไหน ยูเอช- แรงดันโหลด ร";

สำหรับแผนภาพในรูป 15.6 ก

ที่ไหน ช st i และ g st 2 - ความต้านทานต่างกันของซีเนอร์ไดโอด yb และ คุณ 2

ในพาราเมตริกสะพานกันโคลง ตามทฤษฎีแล้ว ค่าสัมประสิทธิ์ความเสถียรอาจมีขนาดใหญ่ไม่จำกัด หากคุณเลือกองค์ประกอบตามเงื่อนไข: สำหรับรูปที่ 1 15.6, ใน g st /I 3 = R2/อาร์และสำหรับแผนภาพในรูป 15.6 ก กรัม st2 /ฉัน 2 = กรัมเซนต์ /ใช่ความต้านทานภายในของวงจรในรูป 15.6, ใน gn = g C1 + ฉัน 2และสำหรับแผนภาพในรูป 15.6 ก

นาย. Gst1+ ช-t2-

ควรสังเกตว่าความเสถียรค่อนข้างสูงของแรงดันเอาต์พุตในวงจร PSN ในรูปที่ 1 15.6, พระเจ้าเกิดขึ้นได้เนื่องจากการเสื่อมประสิทธิภาพลงอย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับวงจรในรูป 15.3. วงจรในรูปที่ ช่วยให้คุณเพิ่มความเสถียรของแรงดันเอาต์พุตของ PSN โดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลง 15.6, จเนื่องจากการใช้แหล่งกำเนิดกระแสที่สร้างขึ้นบนทรานซิสเตอร์ ยูทาห์ซีเนอร์ไดโอด ยู[)(แทนที่จะรวมไดโอดสองตัวที่ต่ออนุกรมกันในทิศทางไปข้างหน้าเข้าด้วยกัน) และตัวต้านทาน ฉันเอ่อและ /? ข. สิ่งนี้ช่วยให้คุณรักษากระแสที่ไหลผ่านซีเนอร์ไดโอดให้คงที่ U1) 2และลดการเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งโหลดอย่างรวดเร็วโดยมีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตอย่างมาก การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความต้านทานภายในของวงจร PSN นี้เกือบจะเหมือนกับในวงจรในรูป 15.2.

ขีดสุด กำลังขับของวงจรที่พิจารณา PSN ถูกจำกัดด้วยค่าจำกัดของกระแสรักษาเสถียรภาพและกำลังงานกระจายของซีเนอร์ไดโอด หากคุณใช้ทรานซิสเตอร์ในโหมดตัวติดตามตัวปล่อยสัญญาณโดยมีซีเนอร์ไดโอดในวงจรฐาน (รูปที่ 15.6, ง) จากนั้นจึงสามารถเพิ่มกำลังโหลดได้ ค่าสัมประสิทธิ์การรักษาเสถียรภาพ PSN ในรูปที่ 15.6, ง

• (15.5)
• (15.6)

ถึง -*และ -

"(1 + tsg st /A 0)?/ และ '

และความต้านทานภายใน

/?(/)« p(g e +/* b /L 21e);

จีบี จี อี ฉัน 2 อี -ตามลำดับ ความต้านทานของฐาน ตัวส่ง ตัวสะสม และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนกระแสในวงจรทรานซิสเตอร์ OE

อย่างไรก็ตาม เช่น PSN ด้วย 1/เซนต์ > 5.5 V นั้นด้อยกว่าในการควบคุมอุณหภูมิเมื่อเทียบกับตัวเพิ่มความคงตัวที่แสดงในรูปที่. 15.6, ก-ก.

ในรูป 15.6, และวงจร PSN พร้อมทรานซิสเตอร์เพิ่มเติมที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกันจะแสดงขึ้น โดดเด่นด้วยความเสถียรสูงของแรงดันไฟขาออกและความสามารถในการเชื่อมต่อโหลดสองตัวพร้อมกัน /? ยังไม่มี | และ ฉัน n2ไปยังรางแรงดันไฟฟ้าอินพุตต่างๆ ในแง่ของค่าสัมประสิทธิ์เสถียรภาพและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ รูปแบบนี้จะดีกว่ารูปแบบในรูปที่ 1 เล็กน้อย 15.6, จและความต้านทานภายใน ช st ] และ r st 2 ถูกกำหนดโดยซีเนอร์ไดโอด SD และ E/) 2 ตามลำดับ

ในการเลือกซีเนอร์ไดโอดสำหรับวงจรที่แสดงในรูปที่ 1 ในรูปที่ 3 คุณต้องทราบช่วงของแรงดันไฟฟ้าอินพุต U1 และช่วงของการเปลี่ยนแปลงโหลด R N

ข้าว. 3. วงจรเชื่อมต่อซีเนอร์ไดโอด

ตัวอย่างเช่น ลองคำนวณความต้านทาน R และเลือกซีเนอร์ไดโอดสำหรับวงจรในรูป 3 โดยมีข้อกำหนดดังต่อไปนี้:

ก่อนอื่นเรามาคำนวณค่าความต้านทาน R กันก่อน แรงดันไฟฟ้าอินพุตขั้นต่ำคือ 11 V ที่แรงดันไฟฟ้านี้เราต้องเตรียมกระแสให้กับโหลดอย่างน้อย 100 mA (หรือ 0.1 A) กฎของโอห์มช่วยให้คุณกำหนดความต้านทานของตัวต้านทานได้:

RC = U1 MIN / I N.MAX = 11 / 0.1 = 110 โอห์ม นั่นคือวงจรที่ให้กระแสที่กำหนดให้กับโหลดจะต้องมีความต้านทานไม่เกิน 110 โอห์ม

แรงดันไฟฟ้าตกที่ซีเนอร์ไดโอดคือ 9 V (ในกรณีของเรา) จากนั้น ที่กระแส 0.1 A โหลดที่เท่ากันคือ: R E = U2 / I N.MAX = 9 / 0.1 = 90 โอห์ม จากนั้น เพื่อให้กระแส 0.1 A แก่โหลด ตัวต้านทานดับต้องมี ความต้านทาน: R = R C – R E = 110 – 90 = 20 โอห์ม เมื่อคำนึงถึงความจริงที่ว่าซีเนอร์ไดโอดเองก็กินกระแสเช่นกันคุณสามารถเลือกความต้านทานที่ต่ำกว่าเล็กน้อยจากซีรีย์ E24 มาตรฐาน) แต่เนื่องจากซีเนอร์ไดโอดกินกระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย ค่านี้จึงสามารถละเลยได้ในกรณีส่วนใหญ่

ทีนี้ลองพิจารณากระแสสูงสุดผ่านซีเนอร์ไดโอดที่แรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุดและโหลดปิดอยู่ การคำนวณจะต้องดำเนินการโดยที่โหลดถูกตัดการเชื่อมต่อ เนื่องจากแม้ว่าโหลดของคุณจะเชื่อมต่ออยู่ตลอดเวลา คุณก็ไม่สามารถยกเว้นความเป็นไปได้ที่สายไฟบางส่วนจะไม่มีการบัดกรีและโหลดจะปิดลง

ลองคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทาน R ที่แรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุด:

U R.MAX = U1 MAX – U2 = 15 – 9 = 6 VA ทีนี้ลองหากระแสผ่านตัวต้านทาน R จากกฎของโอห์มเดียวกัน: I R.MAX = U R.MAX / R = 6 / 20 = 0.3 A = 300 mA เนื่องจากตัวต้านทาน R และซีเนอร์ไดโอด VD เชื่อมต่อกันแบบอนุกรม กระแสสูงสุดที่ไหลผ่านตัวต้านทานจะเท่ากับกระแสสูงสุดที่ไหลผ่านซีเนอร์ไดโอด (โดยที่โหลดไม่ทำงาน) นั่นคือ I R.MAX = I VD MAX = 0.3 A = 300 mA จำเป็นต้องคำนวณเพิ่มเติม การกระจายพลังงานตัวต้านทาน R. แต่เราจะไม่ทำสิ่งนี้ที่นี่เนื่องจากหัวข้อนี้ได้อธิบายไว้โดยละเอียดในบทความตัวต้านทาน

แต่ลองคำนวณกำลังการกระจายของซีเนอร์ไดโอด:

P MAX = I VD.MAX * U ST = 0.3 * 9 = 2.7 W = 2700 mW กำลังกระจาย-มาก พารามิเตอร์ที่สำคัญซึ่งมักลืมคำนึงถึง หากปรากฎว่าการกระจายพลังงานของซีเนอร์ไดโอดเกินค่าสูงสุดที่อนุญาต สิ่งนี้จะนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปของซีเนอร์ไดโอดและความล้มเหลว แม้ว่ากระแสไฟอาจจะอยู่ในขอบเขตปกติก็ตาม ดังนั้น จะต้องคำนวณการกระจายพลังงานสำหรับทั้งตัวต้านทานการทำให้หมาด ๆ R และซีเนอร์ไดโอด VD เสมอ

ยังคงต้องเลือกซีเนอร์ไดโอดตามพารามิเตอร์ที่ได้รับ:

U ST = 9 V – แรงดันไฟฟ้าคงที่ที่กำหนด
I ST.MAX = 300 mA - กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตผ่านซีเนอร์ไดโอด
P MAX = 2700 mW – กำลังกระจายซีเนอร์ไดโอดที่ I ST.MAX

เมื่อใช้พารามิเตอร์เหล่านี้ เราจะพบซีเนอร์ไดโอดที่เหมาะสมในหนังสืออ้างอิง ตามวัตถุประสงค์ของเรา ซีเนอร์ไดโอด D815V ก็เหมาะสม

ต้องบอกว่าการคำนวณนี้ค่อนข้างหยาบเนื่องจากไม่ได้คำนึงถึงพารามิเตอร์บางอย่างเช่นข้อผิดพลาดของอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ใช้งานได้จริง วิธีการเลือกซีเนอร์ไดโอดที่อธิบายไว้ในที่นี้ค่อนข้างเหมาะสม

ซีเนอร์ไดโอดของซีรีส์ D815 มีการกระจายแรงดันไฟฟ้าที่เสถียร ตัวอย่างเช่น ช่วงแรงดันไฟฟ้าของ D815V คือ 7.4...9.1 V ดังนั้น หากคุณต้องการได้รับแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนตลอดโหลด (เช่น 9 V พอดี) คุณจะต้องเลือกซีเนอร์ไดโอดจากเชิงประจักษ์จาก ชนิดเดียวกันหลายชุด หากคุณไม่ต้องการวุ่นวายกับการเลือกแบบสุ่ม คุณสามารถเลือกซีเนอร์ไดโอดจากซีรีย์อื่นได้ เช่น ซีรีย์ KS190 จริงอยู่ที่มันไม่เหมาะกับกรณีของเราเนื่องจากมีการกระจายพลังงานไม่เกิน 150 mW สามารถใช้ทรานซิสเตอร์เพื่อเพิ่มกำลังเอาต์พุตของตัวปรับแรงดันไฟฟ้า แต่เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในบางครั้ง ...

และต่อไป. ในกรณีของเรา พลังการกระจายของซีเนอร์ไดโอดค่อนข้างสูง และถึงแม้ว่าตามคุณสมบัติของ D815V กำลังสูงสุดคือ 8000 mW แต่แนะนำให้ติดตั้งซีเนอร์ไดโอดบนหม้อน้ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากทำงานในสภาวะที่ยากลำบาก (อุณหภูมิสูง สิ่งแวดล้อม, การระบายอากาศไม่ดี เป็นต้น)

หากจำเป็น คุณสามารถดำเนินการคำนวณตามที่อธิบายไว้ข้างต้นสำหรับกรณีของคุณได้ด้านล่าง