Estabilizador econômico com sistema de proteção. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Os estabilizadores de tensão com característica de queda do sistema de proteção têm a capacidade de retornar automaticamente ao modo de estabilização de tensão após eliminar a causa da sobrecarga; relativamente pouca energia é dissipada no elemento de controle no modo de fechamento de carga.

Tal estabilizador geralmente contém uma fonte de tensão de referência, um amplificador diferencial, um sistema de proteção e um elemento regulador em um transistor composto. O sistema de proteção inclui um dispositivo limitador de corrente de carga e um circuito com diodo zener conectado em paralelo ao elemento de controle. Este circuito forma a seção descendente da característica de carga. O limitador de corrente de carga é construído em um resistor de medição de corrente conectado entre a base e o emissor do transistor, que desvia as junções do emissor do elemento de controle.

A desvantagem desses estabilizadores é a diferença significativa entre as tensões de entrada e saída, necessária para o funcionamento normal do dispositivo. Consiste na queda de tensão na fonte de corrente no circuito coletor do amplificador diferencial e nas junções emissoras do transistor composto do elemento de controle e é de aproximadamente 3 V. Um valor tão grande não permite alcançar alta eficiência do dispositivo, especialmente em baixa tensão de saída. Por exemplo, um estabilizador de 5 volts feito de acordo com um circuito semelhante terá uma eficiência de cerca de 60%.

A queda de tensão no estabilizador pode ser reduzida para 1...1,5 V se um transistor de germânio for usado na fonte de corrente no circuito coletor do amplificador diferencial e um transistor composto com simetria adicional for usado no elemento de controle.

A eficiência do estabilizador pode ser aumentada ainda mais pela sua construção de acordo com o circuito de “tensão de baixa perda”. O transistor regulador composto deve ser conectado aqui em um circuito com emissor comum em relação à carga, portanto, para controlar o elemento regulador, é utilizada a saída inversora do amplificador diferencial. Neste caso, não há necessidade de fonte de corrente, pois a corrente de coletor desta saída do amplificador diferencial serve diretamente como corrente de base do transistor composto do elemento de controle. A diferença mínima entre as tensões de entrada e saída, suficiente para a operação normal do estabilizador, é igual à queda de tensão no resistor de medição de corrente mais a tensão de saturação do transistor de saída e não excede 1 V.

Existe apenas uma maneira de reduzir ainda mais as perdas de tensão no estabilizador - reduzindo a queda de tensão no resistor de medição de corrente. Este recurso é implementado em um estabilizador, cujo diagrama é mostrado na Fig.

(clique para ampliar)

O resistor R2 do dispositivo de proteção é conectado ao circuito fonte de corrente, feito no transistor de efeito de campo VT2. A corrente máxima de saída Imax do estabilizador é determinada pela expressão Imax ~ (0,6-UR2)/R1, onde UR2 é a queda de tensão no resistor R2.

Ao selecionar o resistor R3, a corrente através do resistor R2 é definida como 1 mA. Assim, a queda máxima de tensão no resistor R1 é de aproximadamente 0,2 V.

As principais características técnicas do estabilizador:

• Fator de estabilização......500
• Impedância de saída, Ohm......0,5
• Corrente de carga máxima, mA.......100
• Tensão de entrada, V.......9,3...15
• Tensão de saída, V ....... 9
• Coeficiente de supressão de ondulação, dB.......55
• Eficiência em uma tensão de entrada de 9,3 V,%.......93

Coeficiente de temperatura da tensão de saída, %/° C ~ -0,35 O tipo de característica de carga do estabilizador em diferentes valores da tensão de entrada é mostrado na Fig.

Figura.2

Os limites para alterar a tensão de entrada podem ser expandidos para cima usando um diodo zener VD2 com uma tensão de estabilização mais alta. Neste caso, entretanto, a característica da carga mudará um pouco.

O estabilizador tem uma certa versatilidade. A tensão de saída pode ser alterada selecionando o resistor R6 na faixa de Uo6p+(2…3) V até a tensão máxima permitida Uke dos transistores utilizados (Urev - tensão de referência). Estes 2...3 V são necessários para o funcionamento da fonte de corrente coletada no transistor VT2. A forma necessária da característica de carga é obtida selecionando os elementos VD2 e R7. A corrente de carga máxima é definida selecionando o resistor R1. Sem nenhuma alteração, o estabilizador pode operar com corrente de carga de até 1 A. Com uma corrente ainda maior, o transistor de controle composto não deve mais ser duplo, mas triplo - você terá que adicionar um transistor ainda mais potente.

O estabilizador também pode usar outros transistores de silício de baixa potência de estrutura apropriada que sejam adequados para tensão. O transistor KT814A também pode ser substituído por outro, de estrutura pnn, projetado para a dissipação de potência adequada. Devem ser usados ​​transistores com baixa tensão de saturação.

O estabilizador descrito pode ser recomendado para uso em dispositivos onde os requisitos de estabilidade da tensão de saída são moderados, e os principais fatores são alta eficiência e presença de proteção contra sobrecargas e curtos-circuitos na carga com retorno automático ao modo de operação após eliminação da sobrecarga .

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