ווסתי מתח טרנזיסטור עם הגנת עומס יתר

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מגני נחשולי מתח

 הערות למאמר

נראה שהכל נכתב על מייצבי מתח רציפים. עם זאת, פיתוח מייצב אמין ולא מורכב מדי (לא יותר משלושה או ארבעה טרנזיסטורים), במיוחד עם זרם עומס מוגבר, הוא משימה רצינית למדי, מכיוון שאחד המקומות הראשונים הוא הדרישה להגנה אמינה על טרנזיסטורי בקרה. מעומס יתר. במקרה זה, רצוי כי לאחר ביטול הגורם לעומס יתר, הפעולה הרגילה של המייצב תשוחזר אוטומטית. הרצון לעמוד בדרישות אלו מוביל לרוב לסיבוך משמעותי של מעגל המייצב ולירידה ניכרת ביעילותו. כותב מאמר זה מנסה למצוא את הפתרון האופטימלי, לדעתו.

לפני שנחפש את הפתרון האופטימלי, בואו ננתח את מאפייני העומס Uout = f(Iout) של מייצבי מתח המיוצרים על פי המעגלים הנפוצים ביותר. עבור המייצב המתואר ב-[1], בעת עומס יתר, מתח המוצא Uout יורד במהירות לאפס. עם זאת, הזרם אינו פוחת ועשוי להספיק כדי לפגוע בעומס, וההספק המופץ על ידי טרנזיסטור הבקרה חורג לפעמים מהגבול המותר. ב-[2], מייצב דומה מתווסף עם הגנת טריגר. כאשר עומס יתר, לא רק מתח המוצא יורד, אלא גם הזרם. עם זאת, ההגנה אינה יעילה מספיק, שכן היא פועלת רק לאחר שמתח המוצא יורד מתחת ל-1 V ובתנאים מסוימים, אינה מבטלת את העומס התרמי של טרנזיסטור הבקרה. כדי להחזיר מייצב כזה למצב הפעלה, יש צורך לכבות כמעט לחלוטין את העומס, וזה לא תמיד מקובל, במיוחד עבור מייצב המשמש חלק בלתי נפרד ממכשיר מורכב יותר.

הגנה על המייצב, שהתרשים שלו מוצג באיור. 1, מופעל כבר עם ירידה קלה במתח המוצא הנגרמת מעומס יתר. הדירוגים של רכיבי המעגל ניתנים עבור מתח מוצא של 12 וולט בשתי גרסאות: ללא סוגריים אם VD1 הוא D814B, ובסוגריים אם הוא KS139E. תיאור קצר של פעולתו של מייצב כזה זמין ב- [3].

הפרמטרים הטובים שלו מוסברים על ידי העובדה שכל האותות הדרושים נוצרים ממתח מוצא מיוצב, ושני הטרנזיסטורים (וויסות VT1 ושליטה ב-VT2) פועלים במצב הגברה מתח. מאפייני העומס שנמדדו בניסוי של מייצב זה מוצגים באיור. 2 (עקומות 3 ו-4).

אם מתח המוצא חורג מהערך הנומינלי, התוספת שלו דרך דיודת הזנר VD1 מועברת כמעט לחלוטין לפולט של הטרנזיסטור VT2. אם אתה לא לוקח בחשבון את ההתנגדות הדיפרנציאלית של דיודת הזנר, ΔUе - ΔUout. זהו אות של מערכת הפעלה שלילית. אבל למכשיר יש גם צד חיובי. הוא נוצר על ידי חלק מתוספת מתח המוצא המסופק לבסיס הטרנזיסטור דרך מחלק המתח R2R3:

המשוב הכולל במצב הייצוב הוא שלילי, אות השגיאה הוא הערך

שבערך המוחלט הוא גדול יותר, ה-R3 הקטן יותר מושווה ל-R2. הפחתת יחס זה משפיעה לטובה על מקדם הייצוב והתנגדות הפלט של המייצב. בהתחשב בכך

יש לבחור את דיודת הזנר VD1 עבור מתח ייצוב היציאה המקסימלי האפשרי אך נמוך יותר.

אם נחליף את הנגד R3 בשתי דיודות המחוברות לכיוון קדימה ומחוברות בסדרה (כפי שהוצע, למשל, ב-[4]), ישתפרו פרמטרי המייצב, שכן מקומו של R3 בביטויים של ΔUb ו-ΔUbe ישתפר. להילקח על ידי התנגדות דיפרנציאלית קטנה של דיודות פתוחות. עם זאת, החלפה כזו מובילה לבעיות מסוימות כאשר המייצב נכנס למצב מגן. נתעכב עליהם להלן, אך לעת עתה נשאיר את הנגד R3 באותו מקום.

במצב ייצוב, ירידת המתח על הנגד R1 נשארת כמעט ללא שינוי. הזרם הזורם דרך הנגד הזה הוא הסכום של זרם דיודת הזנר VD1 וזרם הפולט של הטרנזיסטור VT2, השווה כמעט לזרם הבסיס של הטרנזיסטור VT1. ככל שהתנגדות העומס יורדת, המרכיב האחרון של הזרם הזורם דרך R1 גדל, והראשון (זרם דיודת הזנר) יורד עד לאפס, ולאחר מכן העלייה במתח המוצא אינה מועברת עוד לפולט של הטרנזיסטור VT2 דרך הזנר. דיודה. כתוצאה מכך, מעגל המשוב השלילי נשבר, ולולאת המשוב החיובי, שממשיכה לפעול, מובילה לסגירה דמוית מפולת של שני הטרנזיסטורים ולניתוק זרם העומס. ניתן להעריך את זרם העומס, שמעליו מופעלת ההגנה, באמצעות הנוסחה

כאשר h21e הוא מקדם ההעברה הנוכחי על ידי טרנזיסטור VT1. לרוע המזל, ל-h21e יש פיזור גדול ממופע טרנזיסטור למופע טרנזיסטור, בהתאם לזרם ולטמפרטורה. לכן, לעתים קרובות יש לבחור את הנגד R1 במהלך ההגדרה. במייצב המיועד לזרם עומס גבוה, ההתנגדות של הנגד R1 קטנה. כתוצאה מכך, הזרם דרך דיודת הזנר VD1 גדל כל כך כאשר זרם העומס יורד עד כי יש צורך להשתמש בדיודה זנר בעלת הספק מוגבר.

הנוכחות במאפייני העומס (ראה עקומות 3 ו-4 באיור 2) של קטעי מעבר מורחבים יחסית בין מצבי ההפעלה וההגנה (שימו לב שקטעים אלו הם הכבדים ביותר מנקודת המבט של המשטר התרמי של הטרנזיסטור VT1) מוסבר בעיקר על ידי העובדה שפיתוח תהליך המיתוג נמנע על ידי משוב שלילי מקומי דרך הנגד R1. ככל שהמתח נמוך יותר

ייצוב של דיודת הזנר VD1, גדול יותר, ceteris paribus, ערך הנגד R1 וככל שהמעבר ממצב העבודה למצב המגן של המייצב "הדוק" יותר.

זו, כמו גם המסקנה שנעשתה קודם לכן, לגבי כדאיות השימוש בדיודה זנר VD1 עם מתח הייצוב הגבוה ביותר האפשרי מאושרת בניסוי. מתח המוצא של המייצב בהתאם למעגל המוצג באיור. 1, עם דיודת זנר D814B (Ust = 9 V), בהשוואה לדיודת זנר דומה KS139E (UCT = 3,9 V), תלויה משמעותית פחות בעומס והיא עוברת בצורה "תלולה" יותר למצב מגן בעת ​​עומס יתר.

ניתן לצמצם ואף לבטל לחלוטין את קטע המעבר של מאפיין העומס של המייצב על ידי הוספת טרנזיסטור VT3 נוסף אליו, כפי שמוצג באיור. 3.

במצב הפעלה, טרנזיסטור זה נמצא ברוויה ולמעשה אין לו השפעה על פעולת המייצב, רק מחמיר מעט את יציבות הטמפרטורה של מתח המוצא. כאשר, כתוצאה מעומס יתר, זרם דיודת הזנר VD1 שואף לאפס, הטרנזיסטור VT3 נכנס למצב פעיל ואז נסגר, מה שיוצר תנאים להפעלה מהירה של ההגנה. במקרה זה, אין קטע מעבר חלק של מאפיין העומס (ראה עקומה 1 באיור 2).

דיודות VD2 ו-VD3 במצב הפעלה מייצבות את המתח על בסיס טרנזיסטור VT2, מה שעוזר לשפר את הפרמטרים הבסיסיים של המייצב. עם זאת, ללא טרנזיסטור נוסף VT3, זה משפיע לרעה על ההגנה, מכיוון שהוא מחליש את הרכיב החיובי של מערכת ההפעלה. המעבר למצב המגן במקרה זה מתעכב מאוד ומתרחש רק לאחר שמתח העומס ירד לערך הקרוב לזה שנתמך על ידי דיודות VD2 ו-VD3 המבוססות על טרנזיסטור VT2 (ראה עקומה 2 באיור 2).

למייצבים הנחשבים יש חיסרון משמעותי עבור יישומים רבים: הם נשארים במצב מגן לאחר ביטול הגורם לעומס היתר, ולעתים קרובות אינם נכנסים למצב פעולה כאשר מתח האספקה ​​מופעל עם עומס מחובר. ישנן דרכים שונות להפעיל אותם, למשל, באמצעות נגד נוסף המותקן במקביל לקטע הקולטור-מפיץ של הטרנזיסטור VT1, או (כפי שמוצע ב-[4]) "הזנה" של הבסיס של הטרנזיסטור VT2. הבעיה נפתרת על ידי פשרה בין אמינות התנעה בעומס לבין גודל זרם הקצר, מה שלא תמיד מקובל. הגרסאות של יחידות השיגור הנחשבות ב-[5] ו-[6] יעילות יותר, אך הן מסבכות את המייצב בכללותו.

שיטה פחות נפוצה אך מעניינת להסרת המייצב ממצב ההגנה מוצעת ב [7]. זה טמון בעובדה שמחולל דופק שתוכנן במיוחד פותח מעת לעת בכוח את הטרנזיסטור המווסת, ומכניס את המייצב למצב פעולה למשך זמן מה. אם הגורם לעומס יתר מתבטל, בסוף הדחף הבא ההגנה לא תפעל שוב והמייצב ימשיך לפעול כרגיל. ההספק הממוצע המופץ על ידי טרנזיסטור הבקרה במהלך עומס יתר עולה מעט.

באיור. איור 4 מציג תרשים של אחת האפשרויות האפשריות עבור מייצב הפועל על עיקרון זה. הוא שונה מזה המתואר ב[7] בהיעדר יחידה נפרדת - מחולל פולסים. כאשר עומס יתר על המידה, המייצב עובר למצב נדנוד עקב לולאת המשוב החיובי, אשר סגורה דרך הקבל C1. הנגד R3 מגביל את זרם הטעינה של הקבל, ו-R4 משמש כעומס מחולל כאשר העומס החיצוני סגור.

בהיעדר עומס יתר לאחר הפעלת מתח האספקה, המייצב מופעל הודות לנגד R2. מכיוון שהקבל C1 מנותק על ידי דיודה פתוחה VD2 והנגדים R3-R5 המחוברים בסדרה, תנאי העירור העצמי אינם מתקיימים וההתקן פועל באופן דומה לזה שנחשב קודם (ראה איור 1). במהלך המעבר של המייצב למצב המגן, הקבל C1 פועל כבוסטר, המאיץ את התפתחות התהליך.

המעגל המקביל של המייצב במצב מגן מוצג באיור. 5.

כאשר התנגדות העומס Rн שווה לאפס, המסוף החיובי של הקבל C1 מחובר דרך הנגד R4 לחוט המשותף (מינוס של מקור מתח הכניסה). המתח שאליו נטען הקבל במצב ייצוב מופעל על בסיס הטרנזיסטור VT2 בקוטביות שלילית ושומר על הטרנזיסטור סגור. הקבל נפרק על ידי זרם i1. זרם דרך נגדים R3-R5 ודיודה פתוחה VD2. כאשר המתח בבסיס VT1 עולה על -0,7 וולט, דיודה VD2 תיסגר, אך הטעינה מחדש של הקבל תמשיך עם זרם i2 שזורם דרך הנגד R2. בהגיעו למתח חיובי קטן בבסיס הטרנזיסטור VT2, האחרון, ואיתו VT1, יתחילו להיפתח. עקב המשוב החיובי דרך הקבל C1, שני הטרנזיסטורים ייפתחו לחלוטין ויישארו במצב זה למשך זמן מה עד שהקבל ייטען בזרם i3 כמעט עד למתח Uin, לאחר מכן הטרנזיסטורים ייסגרו והמחזור יחזור על עצמו. עם אלה המצוינים בתרשים באיור. 5 דירוגי אלמנטים, משך הפולסים המופקים הוא כמה אלפיות שניות, תקופת החזרה היא 100...200 אלפיות השנייה. המשרעת של פעימות זרם המוצא במצב הגנה שווה בערך לזרם פעולת ההגנה. הערך הממוצע של זרם קצר חשמלי הנמדד במיליאממטר חוגה הוא כ-30 mA.

כאשר התנגדות העומס RH גדלה, מגיע רגע שבו, כאשר הטרנזיסטורים VT1 ו-VT2 פתוחים, המשוב השלילי "גובר" על המשוב החיובי והגנרטור הופך שוב למייצב מתח. הערך של RH שבו מתרחש שינוי מצבים תלוי בעיקר בהתנגדות של הנגד R3. אם ערכיו קטנים מדי (פחות מ-5 אוהם), מופיעה היסטרזיס במאפיין העומס, ועם התנגדות אפסית R3, ייצוב המתח משוחזר רק עם התנגדות עומס של יותר מ-200 אוהם. עלייה מוגזמת בהתנגדות של הנגד R3 מובילה לקטע מעבר המופיע במאפיין העומס.

המשרעת של פולסי קוטביות שלילית המבוססת על טרנזיסטור VT2 מגיעה ל-10 וולט, מה שעלול להוביל להתמוטטות חשמלית של קטע הבסיס-המיטר של טרנזיסטור זה. עם זאת, ההתמוטטות היא הפיכה, והזרם שלו מוגבל על ידי נגדים R1 ו-R3. זה לא מפריע לפעולת הגנרטור. בעת בחירת טרנזיסטור VT2, יש צורך גם לקחת בחשבון שהמתח המופעל על חלק האספן-בסיס שלו מגיע לסכום של מתחי הכניסה והמוצא של המייצב.

בציוד הפעלה, הפלט של מייצב המתח מנותק בדרך כלל על ידי קבל (C2, מוצג באיור 4 עם קו מקווקו). הקיבולת שלו לא תעלה על 200 μF. המגבלה נובעת מכך שבזמן עומס יתר שאינו מלווה בקצר שלם של הפלט, קבל זה נכנס למעגל המשוב החיובי של הגנרטור. בפועל, הדבר מתבטא בכך שהגנרטור "מופעל" רק עם עומס יתר משמעותי, והיסטרזיס מופיעה במאפיין העומס.

ההתנגדות של הנגד R4 חייבת להיות כזו שמפל המתח עליו במהלך הפולס מספיקה כדי לפתוח את הטרנזיסטור VT2 (-1 V) ולהבטיח את התנאים לייצור עצמי בהתנגדות עומס אפס. למרבה הצער, במצב ייצוב, הנגד הזה רק מפחית את היעילות של המכשיר.

להפעלה מדויקת של ההגנה, יש צורך שבכל זרם עומס מותר, מתח הכניסה המינימלי (כולל אדווה) של המייצב יישאר מספיק לפעולתו הרגילה. בעת בדיקת כל המייצבים שנדונו לעיל עם מתח מוצא מדורג של 12 וולט, מקור הכוח היה מיישר דיודה גשר של 14 וולט עם קבל של 10000 μF במוצא. מתח האדוות במוצא המיישר, שנמדד עם VZ 38 מילי-וולטמטר, לא עלה על 0,6 V.

במידת הצורך, ניתן להשתמש באופי הדופק של ההגנה כדי לציין את מצב המייצב, כולל צליל. במקרה האחרון, בעת עומס יתר, קליקים יישמעו בקצב חזרת דופק.

באיור. איור 6 מציג תרשים של מייצב מורכב יותר עם הגנת דופק, אשר נטול במידה רבה את החסרונות שנדונו בחלק הראשון של המאמר (ראה איור 4). מתח המוצא שלו הוא 12 V, התנגדות היציאה היא 0,08 אוהם, מקדם הייצוב הוא 250, זרם הפעלה מקסימלי הוא 3 A, סף ההגנה הוא 3,2 A, זרם עומס ממוצע במצב מגן הוא 60 mA. הנוכחות של מגבר בטרנזיסטור VT2 מאפשרת, במידת הצורך, להגדיל באופן משמעותי את זרם ההפעלה על ידי החלפת טרנזיסטור VT1 במרוכב חזק יותר.

אלגוריתם ההגנה עבור מייצב זה שונה מעט מזה שתואר קודם לכן. במצב מגן, טרנזיסטורים VT2 ו-VT3 יוצרים מחולל פולסים עם קבל C1 להגדרת תדר. קבל C2 מדכא יצירת טפילים בתדר גבוה. אין נגד סדרתי במעגל המוצא של המייצב (בדומה ל-R4, ראה איור 4) הפוגע ביעילות: הנגד R1 משמש כעומס הגנרטור. מטרת הדיודות VD1, VD2 והטרנזיסטור VT4 דומה לאלמנטים VD2, VD3 ו-VT3 במייצב בהתאם למעגל המוצג באיור. 3.

הערך של הנגד המגביל R4 יכול להיות בטווח שבין עשרות אוהם ל-51 קילו אוהם. ניתן לבצע shunt של הפלט של המייצב עם קבל עד 1000 μF, אשר, עם זאת, מוביל להתרחשות של היסטרזיס במאפיין העומס: בסף הגנה של 3,2 A, הערך הנמדד של זרם החזרה למצב ייצוב הוא 1,9 A.

עבור החלפת מצבים ברורה, יש צורך שעם ירידה בהתנגדות העומס, הזרם דרך דיודת הזנר VD3 נעצר לפני שהטרנזיסטור VT2 נכנס לרוויה. לכן, הערך של הנגד R1 נבחר בצורה כזו שלפני נסיעות הגנה בין האספן והפולט של טרנזיסטור זה, נשאר מתח של לפחות 2 ... 3 V. במצב המגן, הטרנזיסטור VT2 נכנס לרוויה, כתוצאה מכך, המשרעת של פולסי זרם העומס יכולה להיות 1.2 . .. פי 1,5 מזרם פעולת ההגנה. יש לזכור כי עם ירידה משמעותית בהתנגדות R1, ההספק המתפזר בטרנזיסטור VT2 גדל באופן משמעותי.

הנוכחות של קבל C1 יכולה להוביל תיאורטית לעלייה באדוות של מתח המוצא של המייצב. עם זאת, זה לא נצפה בפועל.

המתח המיוצב במוצא שווה לסכום נפילות המתח על פני הדיודות VD1 ו-VD2, קטע הבסיס-פולט של הטרנזיסטור VT4 ומתח הייצוב של דיודת הזנר VD3, בניכוי נפילת המתח בקטע הבסיס-פולט של טרנזיסטור VT3 - בערך 1,4 וולט יותר ממתח הייצוב של דיודת הזנר. זרם נסיעת ההגנה מחושב באמצעות הנוסחה

הודות למגבר הנוסף בטרנזיסטור VT2, הזרם הזורם דרך הנגד R3 קטן יחסית, אפילו עם זרמי עומס מחושבים משמעותיים. זה, מצד אחד, משפר את היעילות של המייצב, אך מצד שני, מאלץ את השימוש בדיודה זנר המסוגלת לפעול בזרמים נמוכים כמו VD3. זרם הייצוב המינימלי של דיודת הזנר KS6Zh המוצג בתרשים (ראה איור 211) הוא 0,5 mA.

מייצב כזה, בנוסף לייעודו, יכול לשמש כמגביל פריקת סוללה. לשם כך, מתח המוצא מוגדר כך שאם מתח הסוללה נמוך מהערך המותר, ההגנה תפעל וימנע פריקה נוספת. במקרה זה, רצוי להעלות את ערך הנגד R6 ל-10 קילו אוהם. כתוצאה מכך, הזרם הנצרך על ידי המכשיר במצב הפעלה יקטן מ-12 ל-2,5 mA. יש לזכור כי על סף הפעלת ההגנה, זרם זה עולה לכ-60 mA, אך עם הפעלת מחולל הפולסים, הערך הממוצע של זרם פריקת הסוללה יורד ל-4...6 mA.

באמצעות העיקרון הנחשב של הגנת דופק, ניתן לבנות לא רק מייצבי מתח, אלא גם "נתיכים" אלקטרוניים מרפאים המותקנים בין מקור הכוח לעומס. שלא כמו קישורי נתיך, ניתן להשתמש בנתיכים כאלה שוב ושוב מבלי לדאוג לשחזור לאחר ביטול סיבת הנסיעה.

הנתיך האלקטרוני חייב לעמוד בתקלות עומס מלא או חלקי גם לטווח קצר וגם לטווח ארוך. זה האחרון מתרחש לעתים קרובות עם חוטי חיבור ארוכים, שהתנגדותם היא חלק ניכר מהמטען. מקרה זה הוא החמור ביותר עבור אלמנט המיתוג של הפתיל.

באיור. איור 7 מציג תרשים של נתיך אלקטרוני פשוט עם איפוס עצמי עם הגנת דופק. עקרון פעולתו קרוב למייצב המתח שתואר לעיל (ראה איור 4), אך לפני הפעלת ההגנה, הטרנזיסטורים VT1 ו-VT2 נמצאים במצב רוויה ומתח המוצא כמעט שווה לכניסה.

אם זרם העומס חורג מהערך המותר, הטרנזיסטור VT1 יוצא מרוויה ומתח המוצא מתחיל לרדת. ההגדלה שלו דרך הקבל C1 עוברת לבסיס הטרנזיסטור VT2, סוגרת את האחרון ואיתו VT1. מתח המוצא יורד עוד יותר, וכתוצאה מתהליך דמוי מפולת, הטרנזיסטורים VT1 ו-VT2 סגורים לחלוטין. לאחר זמן מה, בהתאם לקבוע הזמן של מעגל R1C1, הם ייפתחו שוב, אולם אם עומס היתר יישאר, הם ייסגרו שוב. מחזור זה חוזר על עצמו עד לביטול עומס היתר.

תדירות הפולסים המופקים היא כ-20 הרץ כאשר העומס מעט גבוה מהעומס המותר, ו-200 הרץ כאשר הוא סגור לחלוטין. מחזור העבודה של הפולסים במקרה האחרון הוא יותר מ-100. כאשר התנגדות העומס עולה לערך מקובל, הטרנזיסטור VT1 יכנס לרוויה ויצירת הפולסים ייפסק.

זרם ההפעלה של ה"נתיך" יכול להיקבע בערך על ידי הנוסחה

המקדם של 0,25, שנבחר בניסוי, לוקח בחשבון שברגע המעבר של טרנזיסטור VT1 ממצב רוויה למצב פעיל, מקדם ההעברה הנוכחי שלו קטן משמעותית מהנומינלי. זרם פעולת ההגנה הנמדד במתח כניסה של 12 וולט הוא 0,35 A, משרעת פעימות זרם העומס כשהוא סגור היא 1,3 A. היסטרזיס (ההבדל בין זרמי פעולת ההגנה לבין שחזור מצב הפעולה) לא היה זוהה. במידת הצורך, ניתן לחבר קבלים חוסמים בעלי קיבולת כוללת של לא יותר מ-200 μF ליציאת "הנתיך", מה שיגדיל את זרם ההפעלה לכ-0,5 A.

אם יש צורך להגביל את משרעת הפולסים של זרם העומס, יש לכלול נגד של כמה עשרות אוהם במעגל הפולט של הטרנזיסטור VT2 ולהגדיל מעט את הערך של הנגד R3.

אם העומס אינו סגור לחלוטין, תיתכן התמוטטות חשמלית של החלק הבסיסי של הטרנזיסטור VT2. הדבר משפיע באופן לא משמעותי על פעולת הגנרטור, והוא אינו מהווה סכנה לטרנזיסטור, שכן המטען שהצטבר בקבל C1 לפני התקלה קטן יחסית.

החסרונות של ה"נתיך" המורכב על פי הסכימה הנחשבת (איור 7) הם יעילות נמוכה עקב הנגד R3 המחובר בסדרה במעגל העומס וזרם הבסיס של הטרנזיסטור VT1, שאינו תלוי בעומס. האחרון אופייני גם למכשירים דומים אחרים [8]. שתי הסיבות המפחיתות את היעילות מתבטלות ב"נתיך" חזק יותר עם זרם עומס מרבי של 5 A, שהמעגל שלו מוצג באיור. 8. יעילותו עולה על 90% ביותר מפי עשרה מטווח זרם העומס. הזרם הנצרך כאשר אין עומס הוא פחות מ-0,5 mA.

כדי להפחית את נפילת המתח על פני ה"נתיך", טרנזיסטור גרמניום משמש כ-VT4. כאשר זרם העומס נמוך מהמותר, טרנזיסטור זה נמצא על סף הרוויה. מצב זה נתמך על ידי לולאת משוב שלילי, אשר, כאשר הטרנזיסטור VT2 פתוח ורווי, נוצרת על ידי הטרנזיסטורים VT1 ו-VT3. ירידת המתח בקטע הקולטור-פליט של הטרנזיסטור VT4 אינה עולה על 0,5 וולט בזרם עומס של 1 A ו- 0,6 וולט ב-5 A.

כאשר זרם העומס נמוך מזרם תגובת ההגנה, הטרנזיסטור VT3 נמצא במצב פעיל והמתח בין הקולט לפליט שלו מספיק לפתיחת הטרנזיסטור VT6, מה שמבטיח את המצב הרווי של הטרנזיסטור VT2 ובסופו של דבר, את מצב המוליכה של המתג. VT4. עם עלייה בזרם העומס, זרם הבסיס של VT3 בהשפעת משוב שלילי עולה, והמתח בקולט שלו יורד עד לסגירת הטרנזיסטור VT6. ברגע זה ההגנה מופעלת. ניתן להעריך את זרם הפעולה באמצעות הנוסחה

כאשר Req הוא ההתנגדות הכוללת של נגדים R4, R6 ו-R8 המחוברים במקביל.

המקדם של 0,5, כמו במקרה הקודם, הוא ניסיוני. כאשר העומס סגור, משרעת פעימות זרם המוצא גדולה בערך פי שניים מזרם פעולת ההגנה.

הודות לפעולת לולאת המשוב החיובי, שנסגרת דרך הקבל C2, הטרנזיסטור VT6, ואיתו VT2-VT4, נסגרים לחלוטין, ו-VT5 נפתח. הטרנזיסטורים נשארים במצבים המצוינים עד שהקבל C2 נטען על ידי הזרם הזורם דרך קטע הבסיס-המיטר של הטרנזיסטור VT5 והנגדים R7, R9, R11, R12. מכיוון ש-R12 הוא בעל הערך הגדול ביותר של הנגדים הרשומים, הוא קובע את תקופת החזרה של הפולסים שנוצרו - כ-2,5 שניות.

לאחר סיום הטעינה של הקבל C2, הטרנזיסטור VT5 ייסגר, VT6 ו-VT2-VT4 ייפתחו. קבל C2 ייפרק תוך כ-0,06 שניות דרך טרנזיסטור VT6, דיודה VD1 והנגד R11. עם עומס סגור, זרם האספן של טרנזיסטור VT4 בשלב זה מגיע ל-8...10 A. ואז המחזור יחזור על עצמו. עם זאת, במהלך הפולס הראשון לאחר ביטול עומס היתר, הטרנזיסטור VT3 לא יכנס לרוויה וה"נתיך" יחזור למצב פעולה.

מעניין שבמהלך הדופק, הטרנזיסטור VT6 לא נפתח לחלוטין. זה נמנע על ידי לולאת המשוב השלילי שנוצרת על ידי טרנזיסטורים VT2, VT3, VT6. עם הערך של הנגד R8 (9 קילו אוהם) המצוין בתרשים (איור 51), המתח בקולט של הטרנזיסטור VT6 אינו יורד מתחת ל-0,3Uin.

העומס השלילי ביותר עבור "נתיך" הוא מנורת ליבון רבת עוצמה, שהתנגדותה של נימה קרה קטנה פי כמה מזו של מחומם. בדיקה שבוצעה עם מנורת רכב 12 V 32+6 W הראתה ש-0,06 שניות לחימום מספיקים וה"פתיל", לאחר הדלקתו, נכנס באופן אמין למצב הפעולה. אבל עבור מנורות אינרציאליות יותר, ייתכן שיהיה צורך להגדיל את משך ותקופת החזרה של הפולסים על ידי התקנת קבל C2 בדירוג גבוה יותר (אך לא תחמוצת).

מחזור העבודה של הפולסים שנוצרו כתוצאה מהחלפה כזו יישאר זהה. זה לא נבחר במקרה להיות שווה ל-40. במקרה זה, הן בזרם העומס המרבי (5 A) והן כאשר יציאת ה"פתיל" סגורה, בערך אותו הספק ובטוח מתפזר בטרנזיסטור VT4.

ניתן להחליף את הטרנזיסטור GT806A באחר מאותה סדרה או בטרנזיסטור גרמניום חזק, למשל P210, עם כל אינדקס אותיות. אם טרנזיסטורי גרמניום אינם זמינים או שיש צורך לפעול בטמפרטורות גבוהות, אתה יכול גם להשתמש בטרנזיסטורי סיליקון עם h21e>40, למשל, KT818 או KT8101 עם כל מדדי אותיות, מה שמגדיל את הערך של הנגד R5 ל-10 קילו אוהם. לאחר החלפה כזו, המתח שנמדד בין הקולט והפולט של הטרנזיסטור VT4 לא עלה על 0,8 וולט בזרם עומס של 5 A.

בעת ביצוע "נתיך", הטרנזיסטור VT4 חייב להיות מותקן על גוף קירור, למשל, לוח אלומיניום בגודל 80x50x5 מ"מ. יש צורך גם בגוף קירור בשטח של 1,5...2 ס"מ לטרנזיסטור VT2.

הפעל את המכשיר בפעם הראשונה ללא עומס, וקודם כל בדוק את המתח בין הקולט והפולט של הטרנזיסטור VT4, שאמור להיות בערך 0,5 V. לאחר מכן חבר נגד משתנה מתפתל עם התנגדות של 10...20 אוהם והספק של 100W ליציאה באמצעות מד זרם. הורד את ההתנגדות שלו בצורה חלקה, העבר את המכשיר למצב מגן. באמצעות אוסילוסקופ, ודא שמעבר מצב מתרחש ללא תהליכים חולפים ממושכים, ושהפרמטרים של הפולסים שנוצרו תואמים לאלה שצוינו לעיל. ניתן להגדיר את הערך המדויק של זרם פעולת ההגנה על ידי בחירת נגדים R4, R6, R8 (רצוי שהערכים שלהם יישארו זהים). כאשר העומס קצר במשך זמן רב, הטמפרטורה של הדיור של הטרנזיסטור VT4 לא תעלה על הערך המותר שלו.

ספרות

1. Klyuev Yu., Abashav S. מייצב מתח. - רדיו, 1975, מס' 2, עמ'. 23.
2. Popovich V. שיפור מייצב המתח. - רדיו, 1977, מס' 9, עמ'. 56.
3. פוליאקוב ה' תיאוריה: קצת - על הכל. מגני נחשולי מתח. - רדיו, 2000, מס' 12, עמ' 45,46.
4. Kanygin S. מייצב מתח עם הגנת עומס יתר. - רדיו, 1980. מס' 8. עמ'. 45. 46.
5. מחוץ לארץ. מייצב מתח עם הגנה מפני עומס יתר. - רדיו, 1984, מס' 9, עמ'. 56.
6. קוזלוב V. מייצב מתח עם הגנה מפני קצר חשמלי וזרם יתר. - רדיו, 1998, מס' 5, עמ'. 52-54.
7. Andreev V. הגנה נוספת של המייצב מפני התחממות יתר. - רדיו, 2000, מס' 4, עמ'. 44.
8. Bobrov O. נתיך אלקטרוני. - רדיו, 2001, מס' 3, עמ'. 54.

מחבר: A. Moskvin, יקטרינבורג

ראה מאמרים אחרים סעיף מגני נחשולי מתח.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון טעינה אלחוטית במרחק של עד 30 ס"מ 04.10.2017 צוות Pi, שהוקם על ידי אנשים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT), הציג עמדת טעינה אלחוטית המאפשרת לך להטעין מספר מכשירים ניידים בו זמנית. היתרון העיקרי של עמדת טעינה זו על פני אחרים המשתמשים בתקן Qi הוא שאין צורך להתקין את המכשיר במקום ספציפי. תחנת הטעינה Pi טוענת מכשירים ברדיוס של 30 ס"מ וניתנת להזזה. ניתן יהיה להטעין בתחנה זו את כל המוצרים החדשים התומכים בטעינה אלחוטית, ביניהם Samsung Galaxy S8, S8 +, Note8, iPhone X, iPhone 8, Mate 9 וסמארטפונים נוספים. אבל גם אם לסמארטפון שלכם אין פונקציונליות כזו, המפתחים ישחררו מארז מיוחד שיאפשר לכם להשתמש בעמדת הטעינה החדשה. הספק המטען הוא 10W. מחיר המכשיר יעמוד על כ-200 דולר, והמכירות יחלו בשנה הבאה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ רקטת דלק ביולוגי

▪ המנצח יבחין בשקר

▪ שומר לילה - מקצוע לאינטרנט

▪ טביעות אצבע יספרו על לאום

▪ בד עם חימום מובנה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ נוריות של סעיף האתר. בחירת מאמרים

▪ מאמר תמונות כפולות. אנציקלופדיה של אשליות חזותיות

▪ מאמר מהי פיפ"א? תשובה מפורטת

▪ מאמר בטיחות תעסוקתית של עובדי תעופה אזרחית

▪ מאמר קולטי שמש. כמה אנרגיה אתה יכול לקבל? אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ כתבה וסת מתח מיתוג פשוט. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

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

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר

www.diagram.com.ua
2000-2024