מייצבי מתח מיקרו. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מייצבי מתח מיקרו. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מגני נחשולי מתח

אחד האינדיקטורים החשובים ביותר של ציוד אלקטרוני המופעל על עצמו הוא היעילות של מרכיביו. בווסתי מתח המיקרו-כוח המתוארים להלן, מקור המתח המופתי אינו עשוי על דיודה זנר, שזרם ההפעלה המינימלי שלה הוא מספר מיליאמפר, אלא על טרנזיסטור אפקט שדה עם צומת pn. במקרה זה, מתח הניתוק של הטרנזיסטור יהיה לדוגמה. פתרון מעגל כזה איפשר להפחית את הזרם שצורך המייצב לכ-100 μA. על ידי נקיטת אמצעים נוספים כדי להבטיח את היציבות התרמית של מתח המוצא, מייצבים כאלה יכולים לשמש כמקורות למתח מופתי (ION) של דיוק גבוה מאוד.

הגרסה הראשונה של מייצב המתח מורכבת על מגבר תפעולי מתוקן תדר K154UD1B (איור 1), בעל רווח מתח גבוה (Ku>=2*105) וצריכת זרם נמוכה (Iп<= 1,2*10-4 ). למרות פשטות המעגל, למייצב מאפיינים טכניים גבוהים:

צריכה שוטפת, א ....... 10-4
מקדם ייצוב, לא פחות מ....... 4 * 104
עכבת יציאה, אוהם, לא יותר.......10-3
זרם עומס מקסימלי, A.......10-2
מקדם טמפרטורה של מתח מוצא, 1/°С, לא יותר מ.......5*10-4

מתח הערבוב של טרנזיסטור אפקט השדה VT1, שהוא דוגמה במייצב, נוצר על הנגד R1. Op-amp DA1 מחובר לפי הסכמה של מגבר שאינו מתהפך, שהרווח שלו נקבע על ידי המחלק R2R3, הכלול במעגל המשוב השלילי. מכיוון שמתח Uobr מופעל על הכניסה ההפוכה של המגבר OP DA1, אז הפלט שלו יהיה Uout \u3d (R2 / R1 + XNUMX) * Uobr.

הניקוז של טרנזיסטור אפקט השדה VT1 מחובר ליציאה של המייצב, כך שמתח הייחוס נשמר בדיוק גבוה מאוד. בדיקות הראו כי עם עלייה במתח האספקה מ-6,7 וולט ל-32 וולט, לא ניתן לרשום שינוי במתח המוצא על ידי מד מתח דיגיטלי בעל חמש ספרות Shch68002 (ברזולוציה של 0,1 mV במגבלה של 10 וולט). לפיכך, חוסר היציבות של מתח המוצא במייצב הנחשב נובע בעיקר מאיכות האלמנטים הפסיביים שלו (נגדים) ותלות הטמפרטורה של מתח הייחוס.

ניתן לצמצם תלות זו לכמעט אפס במחיר של עלייה קטנה בצריכה הנוכחית. העובדה היא שעבור טרנזיסטורי אפקט שדה מסוגים שונים, קיים ערך זרם ניקוז שבו מתח מקור השער אינו תלוי בטמפרטורה.

אגב, ידוע שערך זה עבור טרנזיסטורים עם ערוץ p ומתח חיתוך של 1 ... 2 V נמצא בטווח שבין 25 ל- 250 μA. למעשה, נראה שהגבולות הללו רחבים יותר ממה שנהוג להאמין. אז, עבור אחד העותקים של טרנזיסטור אפקט שדה, שנבדק במייצב הנחשב, התברר שהוא 650 μA.

מייצבי מתח מיקרו כוח
איור. מספר

בשל המאפיינים הטכניים הגבוהים, רצוי להשתמש במייצב המתח המתואר בציוד עם אספקת חשמל. מתח הכניסה לא יעלה על 32 V. כדי להגדיל את זרם העומס המותר, יש לחבר אותו לפלט של OP-amp DA1 דרך עוקב פולט על טרנזיסטור בעוצמה המתאימה. בזרם גדול מ-1 A, ככל הנראה נדרש עוקב מורכב על שני טרנזיסטורים. הערך הנדרש של מתח המוצא נקבע על ידי בחירת נגדים R2, R3. כדי להבטיח את הפעולה הרגילה של המגבר OP DA1, מתח הייחוס לא צריך להיות פחות מ-2 וולט, ומתח המוצא (בפין 6) לא יעלה על (Upit - 2) וולט.

תרשים סכמטי של הגרסה השנייה של המייצב מוצג באיור 2. הוא מורכב על אלמנטים בשימוש נרחב ויש לו את המאפיינים הטכניים הבאים:

זרם נצרך, A, לא יותר....... 9*10-5
מקדם ייצוב ..... 8*102
עכבת יציאה, אוהם.......2*10-2
זרם עומס מרבי, A ....... 5 * 10-2
מקדם טמפרטורה של מתח מוצא, 1/°С, לא יותר מ.......5*10-5

תכונה מעניינת של מייצב זה היא השימוש במייצב זרם המבוסס על טרנזיסטורי אפקט שדה VT1, VT2 כאלמנט מפצה טמפרטורה, אשר, בנוסף, מבצע את תפקידו העיקרי של עומס דינמי עם התנגדות פנימית גבוהה. בניגוד לאפשרות הראשונה, כאן ניתן להגדיר את אופן הפעולה הנוכחי של הטרנזיסטורים, ומכאן את צריכת החשמל. לדוגמה, אם תגדיל את ההתנגדות של כל הנגדים מספר פעמים, צריכת הזרם תפחת בהתאם.

המייצב בנוי לפי תכנית הפיצויים. אלמנט הבקרה נעשה על הטרנזיסטור VT3, המחובר על פי ערכת ה-OE. אלמנט זה מכוסה על ידי משוב שלילי עמוק דרך עוקב מתח מורכב בטרנזיסטורים VT4, VT5. העומס של הטרנזיסטור VT3 הוא מייצב הנוכחי VT1, VT2, R1. הודות לחיבור הקקוד ניתן היה להשיג התנגדות פנימית גדולה מאוד של מייצב הזרם - כ-150 MΩ, מה ששיפר משמעותית את המאפיינים הטכניים של המכשיר כולו.

על מנת שעוקב המתח VT4, VT5 לא ישפיע על הזרם הזורם דרך הטרנזיסטורים VT1-VT3, הטרנזיסטור המשחזר הראשון נבחר כטרנזיסטור שדה. הטרנזיסטור השני של העוקב חייב להיות דו-קוטבי, מכיוון שבגלל התלולות הגדולה יותר של המאפיין בהשוואה לשדה, זה יכול להפחית משמעותית את עכבת המוצא של עוקב המתח והמייצב בכללותו.

מייצבי מתח מיקרו כוח
איור. מספר

הרעיון של ייצוב הטמפרטורה של מתח המוצא הוא כדלקמן. למתח Ube בין הבסיס והפולט של טרנזיסטור דו-קוטבי בזרם אספן קבוע יש מקדם טמפרטורה שלילי של -2 mV/°C. בתורו, זרם הניקוז של ה-FET נמצא באזור המיקרו-זרם עקב סחף הטמפרטורה של מתח הניתוק. שווה לכ-+2 mV/°C, תלוי בטמפרטורה עם מקדם של כ +10-3/°C. זרם זה, הזורם דרך הנגד R2 של המייצב, יוצר מפל מתח, שבערך מסוים של התנגדות R2, יהיה מקדם טמפרטורה של +2 mV / ° C. לפיכך, מתח המוצא השווה ל-Uout \u3d (UBE2 + UR4) (R5 / R1 + 3) כמעט ולא יהיה תלוי בטמפרטורה (UBE3 הוא המתח בצומת הפולט של הטרנזיסטור VT2). ניתן להשיג את הערך הקטן ביותר של מקדם הטמפרטורה אם הנגד RXNUMX נבחר בקפידה.

לפעולה אמינה של יחידת הפיצוי התרמי, יש צורך לשמור על הפרש הטמפרטורה בין צומת ה-pn של הטרנזיסטורים VT1 ו-VT3 ברמה המינימלית (לא יותר מ-0,05 מעלות צלזיוס). ניתן לפתור בעיה זו בצורה פשוטה ביותר על ידי מתן מגע תרמי בין המקרים של טרנזיסטורים אלה. אבל הצעד הזה לא תמיד מוצדק ועלול להיות מיותר. אם אין גורמים שיכולים לגרום לשיפוע תרמי (חלקי חימום הממוקמים קרוב, למשל, גופי קירור של טרנזיסטורים חזקים), אזי במקרה של טרנזיסטורים VT1 ו-VT3, אפילו מותקנים בנפרד, תהיה אותה טמפרטורה עד כמה מאיות. של תואר. ההספק התרמי שלהם המשתחרר בהם אינו עולה על 30 מיקרווואט, וזה מוביל לעלייה בטמפרטורה של גביש המוליך למחצה בלא יותר מ-0,03 מעלות צלזיוס (ערך טיפוסי של ההתנגדות התרמית של הצומת - הסביבה, עבור נמוך -טרנזיסטורי הספק הוא 0,5 .. .1 S/mW). זה מראה שבמקרים מסוימים ניתן להבטיח יציבות תרמית גבוהה של מתח המוצא גם ללא מגע תרמי בין המקרים של הטרנזיסטורים VT1 ו-VT3.

בעת בחירת חלקים למייצבים, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לבחירת טרנזיסטורי אפקט שדה על ידי מתח חיתוך. עבור הגרסה הראשונה של המייצב (איור 1), זה חייב להיות יותר מ-2 V. הטרנזיסטור VT1 בגרסה השנייה (איור 2) חייב להיות בעל מתח ניתוק בתוך 0,6 ... 1 V, VT2 - 1,8 ... 2,2 ,3 V. VT1 - 3..303 V. אין דרישות מיוחדות אחרות לטרנזיסטורים, לכן, במקום KP302E, ניתן להשתמש בטרנזיסטורים מסדרות KP307 ו- KP315, במקום KT3102G - KT3102G - KT342E , KT342B, KTXNUMXV.

מכיוון שהמייצב הנוכחי VT1VT2R1 (איור 2) הוא התקן דו-טרמינלי, במקום טרנזיסטורי אפקט שדה עם ערוץ p, ניתן להשתמש בטרנזיסטורים בעלי ערוץ n, תוך התבוננות בקוטביות המיתוג הרצויה.

כתחליף ל-K154UD1B OU, ניתן להמליץ על K140UD12 ו-KR1407UD2, אך יש להם pinout שונה וזרם עומס מותר של פחות מ-1 mA. קבל תיקון C1 - כל סדרת קרמיקה KM-5, KM-6 וכו'.

עם דרישות נמוכות ליציבות הזמן והטמפרטורה של מתח המוצא במייצבים, עדיף להשתמש נגדים MLT-0,125 או MLT-0,25 עם סובלנות של 5%, אחרת כל הנגדים (למעט R3 באיור 2) חייבים להיות מדויקים, לדוגמה, C2 -13-0,25 עם סובלנות של 0,1%.

הקמת מייצבים מורכבת מהגדרת הערך הרצוי של מתח המוצא על ידי בחירת היחס בין ההתנגדות של נגדי מעגל המשוב. בכל מייצב, ננקטו אמצעים לביטול עירור עצמי בתדר גבוה על ידי הכללת קבלי תיקון C1 בעלי קיבולת קטנה במעגל המשוב השלילי. עם זאת, לא ניתן לשלול את האפשרות של הופעת דור טפילי. זה אפשרי אם יש מייצבי עומס עם קיבול של 500 pF ... 0,1 microfarads במוצא. כדי לחסל את הדור הטפילי, זה מספיק כדי להפעיל קבל תחמוצת עם קיבולת של 1 ... 10 microfarad במקביל לעומס של המייצב.

מחבר: ש' פדיצ'ין

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

חור שחור למיקרוגל 27.04.2010

חור שחור סופג הכל - גם חומר וגם קרינה. חור שחור במיקרוגל, שנוצר על ידי מדענים סינים מאוניברסיטת דרום-מזרח בנאנג'ינג, בראשות צ'יאנג צ'נג, אינו סופג חומר, אך אינו מאפשר לקרינת מיקרוגל לצאת ממנו. חור זה הוא מטא-חומר - חומר בעל מקדם שבירה שלילי.

נזכיר שהרעיון המפורסם ביותר הקשור לשימוש בחומרים כאלה הוא גלימת הבלתי נראות או שטיח הבלתי נראות, והשימושי ביותר הוא העדשה בעלת אורך מוקד אינסופי. מדענים פצעו שישים שכבות של מטא-חומר זו על גבי זו וקיבלו גליל, שנפל עליו, נראה שהמיקרוגל מסתבך ואינו יכול לעוף החוצה. במקום זאת, הוא מומר ב-99% לחום.

"אנחנו מקווים שהמכשיר הזה יכול לשמש כפולט חום או לאיסוף אנרגיה. ובעתיד אנחנו רוצים ליצור את אותו הדבר עבור אור נראה", אומרים המדענים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מצלמה ניידת שרואה אור מקוטב

▪ תנור גז מזיק יותר מעישון פסיבי

▪ שוניות לא בולטות

▪ ההשפעה של מנורות חיסכון באנרגיה על הטבע

▪ מחשבי Apple iMac

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע של האתר פלאי הטבע. בחירת מאמרים

▪ מאמר סיווג הצורות העיקריות של פעילות אנושית. יסודות חיים בטוחים

▪ מאמר איזו מדינה דרשו הצנזורה להסיר את שרלוק הולמס וד"ר ווטסון מהסרט? תשובה מפורטת

▪ מאמר פוליש. תיאור משרה

▪ מאמר מכשיר אבטחה מתיחת לייזר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר נורמות מבחני קבלה. הַקדָמָה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

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