Mga stabilizer ng boltahe: mga diagram, mga parameter, mga diagram. Pagpapatakbo ng isang stabilizer gamit ang isang zener diode - pangunahing mga parameter Voltage divider zener diode

Calculator ng Power Stabilizer ng Voltage
Para sa ang tamang pagpili stabilizer power, kinakailangan upang matukoy ang kabuuan ng mga kapangyarihan ng lahat ng mga mamimili na sabay-sabay na kailangang ibigay sa kuryente, na isinasaalang-alang ang mga panimulang alon ng mga device.

MAHALAGA:
Ang power calculator ay nagbibigay-daan sa iyo upang kalkulahin ang kasalukuyang pagkonsumo ng mga sikat na device sa sambahayan at ang tinantyang kapangyarihan ng boltahe stabilizer. Ang mga de-koryenteng motor ay may mga panimulang alon na mas mataas kaysa sa mga na-rate. Stabilizer operating power kapag ginamit mga asynchronous na motor, compressor, pump ay dapat na 3-5 beses ang rate ng kapangyarihan ng mga mamimili.

Online na calculator ng kuryente

Online na boltahe stabilizer power calculator

Gamitin ang online voltage stabilizer power calculator upang kalkulahin ang kasalukuyang pagkonsumo ng bawat isa gamit sa bahay. Para sa kagamitan, makikita mo ang pagkonsumo ng enerhiya sa pasaporte, at ang impormasyong ito ay nadoble din sa mismong device (sa pader sa likod aparato). Kinakailangan din na isaalang-alang iba't ibang uri load. Ang pag-load ay umiiral kapwa aktibo at reaktibo.

Ano ito?

Online na calculator pinapayagan ka ng kapangyarihan na tama na isaalang-alang ang aktibong pagkarga. Ang isang resistive load ay tinatawag na aktibo dahil ang lahat ng natupok na kuryente ay na-convert sa iba pang mga uri ng enerhiya (thermal, ilaw, atbp.). Maraming device at device ang may mga aktibong load lang. Kabilang sa mga naturang device at device ang mga incandescent lamp, heater, electric stoves, plantsa, atbp. Kung ang kanilang tinukoy na konsumo ng kuryente ay 1 kW, sapat na ang isang 1 kW stabilizer para paganahin sila. Mga reaktibong pag-load. Kasama sa mga naturang device ang mga device at produkto na may electric motor. Kabilang sa mga gamit sa sambahayan, mayroong maraming mga naturang aparato - halos lahat ng mga elektroniko at kagamitan sa sambahayan. Mayroon silang buong kapangyarihan at aktibo.

Ang maliwanag na kapangyarihan ay kinakalkula sa VA (volt-amperes), ang aktibong kapangyarihan ay kinakalkula sa W (watts). Ang maliwanag na kapangyarihan (volt-amperes) at aktibong kapangyarihan (watts) ay nauugnay sa coefficient cos f. Sa mga electrical appliances na may reactive component ng load, ang kanilang active power consumption ay kadalasang nakasaad sa watts at cos f. Upang makalkula ang kabuuang kapangyarihan sa VA, kailangan mong hatiin ang aktibong kapangyarihan sa W sa cos f.

Pagkalkula ng kapangyarihan ng stabilizer ng boltahe
Ang pagkalkula ng kapangyarihan ng isang boltahe stabilizer ay isang napakahalagang bagay at kailangan mong lapitan ito nang mabuti, kung hindi man ay nanganganib ka na mahanap ang iyong sarili sa isang sitwasyon kung saan ang boltahe stabilizer ay patuloy na i-off ang iyong mga mamimili (ito ay kung paano gumagana ang kasalukuyang proteksyon).

Pagkalkula ng kapangyarihan ng stabilizer ng boltahe

Kalkulahin natin ang kapangyarihan ng isang boltahe stabilizer gamit ang isang halimbawa.

Halimbawa: kung ang drill ay nagsasabing "700 W" at "cos f = 0.7", nangangahulugan ito na ang kabuuang kapangyarihan na aktwal na natupok ng tool ay magiging 700/0.7 = 1000 VA. Kung ang cos f ay hindi tinukoy, kung gayon sa average ang aktibong kapangyarihan ay maaaring hatiin ng 0.7.

Mataas na panimulang agos. Maraming mga device sa sandali ng pagsisimula ang maaaring kumonsumo ng enerhiya nang maraming beses nang higit sa kanilang na-rate na kapangyarihan. Kasama sa mga naturang device ang lahat ng device na naglalaman ng motor.

Halimbawa, isang deep-well pump, refrigerator, atbp. Ang paggamit ng kuryente na ipinahiwatig sa pasaporte ay dapat na i-multiply ng 3-5 beses, kung hindi, hindi mo magagawang i-on ang mga device na ito sa pamamagitan ng stabilizer, dahil ang overpower na proteksyon ay ma-trigger.

Pagkatapos mong matanggap ang kabuuang kapangyarihan ng lahat ng device, kailangan mong kalkulahin kung aling mga device ang mag-o-on sa parehong oras at kung aling mga device ang may inrush na alon. Tanging sa kasong ito ay tama mong kalkulahin ang tamang kapangyarihan ng stabilizer ng boltahe na kailangan para mapagana ang iyong mga gamit sa bahay.

Inirerekomenda na pumili ng modelo ng stabilizer na may 20% na reserba ng kuryente. Una, titiyakin mo ang isang "magiliw" na mode ng pagpapatakbo ng stabilizer, sa gayon ay madaragdagan ang buhay ng serbisyo nito, at pangalawa, gagawa ka ng isang reserba ng kuryente para sa karagdagang koneksyon ng mga bagong kagamitan.

Ang mga stabilizer ay parametric at compensating. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga parametric ay ginagamit nila ang mga espesyal na katangian ng mga elemento, ang mga parameter kung saan, lalo na ang paglaban, ay nagbabago upang maging posible ang pag-stabilize.

Nasa ibaba ang mga katangian ng isang ordinaryong transistor (a) at isang silicon zener diode (b):

Kasalukuyang stabilizer

Sa una sa kanila, ang paglaban ng elemento ay nagbabago upang, sa loob ng makabuluhang mga limitasyon ng mga pagbabago sa boltahe sa mga elemento, ang kasalukuyang nasa loob nito ay halos pare-pareho. Sa kabilang banda, sa kabaligtaran, na may mga makabuluhang pagbabago sa kasalukuyang, ang boltahe ay halos pare-pareho. Samakatuwid, ang isang transistor (o iba pang mga aparatong semiconductor na may katulad na katangian) ay maaaring gamitin upang patatagin ang kasalukuyang, at isang zener diode ay maaaring gamitin upang patatagin ang boltahe. Nasa ibaba ang isang circuit para sa kasalukuyang pagpapapanatag:

Upang kalkulahin ito, pumili muna ng elementong nagpapatatag ng CE na may angkop na katangian at kasalukuyang I st (tingnan ang figure sa itaas A). Ang boltahe na ilalapat sa elementong ito ay tinukoy bilang ang average na boltahe sa pagitan ng simula at pagtatapos ng stabilization:

Sa kasong ito, ang load ay magkakaroon ng boltahe ng I st R n. Batay sa mga datos na ito, ang mga halaga ng Uin na kailangang ilapat sa stabilizer ay kinakalkula:

Kinukumpleto nito ang pagkalkula ng kasalukuyang stabilizer.

Stabilizer ng boltahe

Ang boltahe stabilizer na ipinapakita sa diagram sa ibaba ay kinakalkula nang katulad:

Batay sa ibinigay na halaga ng U st, ang isang angkop na zener diode ay napili at ang I min at I max ay tinutukoy mula sa mga katangian nito. Gamit ang data na ito, ang kasalukuyang I st = (I min + I max)/2 ay kinakalkula. Ang kabuuang kasalukuyang I in ay katumbas ng I st + U st / R n. upang magbigay ng suporta sa load U st = I st R n kapag bumababa ang boltahe sa network, ang boltahe na ibinibigay sa input U in ay pinili ng 20 porsiyentong mas mataas kaysa sa U st. Ang labis na ito ay gagamitin sa ballast resistor R b, ang halaga nito ay makikita gamit ang formula:

Upang matukoy ang kalidad ng stabilizer, ang isang stabilization coefficient ay ipinakilala, katumbas ng ratio ng mga kamag-anak na deviations ng input boltahe sa mga kamag-anak na deviations ng boltahe sa load:

Sa K st = 1, walang stabilization. Kung mas maraming Kst ang naiiba sa pagkakaisa, mas epektibo ang pagpapapanatag.

Para sa mga parametric stabilizer, ang stabilization coefficient ay hindi masyadong malaki. Para sa mataas na kalidad na pagpapapanatag, ginagamit ang tinatawag na mga stabilizer ng kompensasyon. Ang elemento ng pag-stabilize sa kanila ay mga ordinaryong transistor, na awtomatikong kinokontrol upang ang kanilang boltahe ng kolektor ay magbago at mabayaran ang paglihis ng papasok na boltahe.

Sa mga low-power circuit para sa mga load hanggang 20 milliamps, ginagamit ang isang device na may mababang action coefficient, at tinatawag na parametric stabilizer. Ang disenyo ng naturang mga aparato ay naglalaman ng mga transistors, zener diodes at stabistors. Ang mga ito ay pangunahing ginagamit sa compensatory stabilization device bilang reference power supply. Ang mga parametric stabilizer, depende sa teknikal na data, ay maaaring single-stage, bridge o multi-stage.

Ang zener diode sa device ay katulad ng isang konektadong diode. Ngunit ang reverse voltage breakdown ay mas angkop para sa isang zener diode at ang batayan para sa normal na operasyon nito. Ang katangiang ito ay nakakuha ng katanyagan para sa iba't ibang mga scheme, kung saan kinakailangan na lumikha ng limitasyon ng boltahe sa input signal.

Ang ganitong mga stabilizer ay mabilis na kumikilos na mga aparato at pinoprotektahan ang mga lugar na may mas mataas na sensitivity mula sa ingay ng salpok. Ang paggamit ng mga naturang elemento sa mga bagong circuit ay isang tagapagpahiwatig ng kanilang pagtaas ng kalidad, na nagsisiguro ng patuloy na operasyon sa iba't ibang mga mode.

Circuit ng pampatatag

Ang batayan ng device na ito ay isang zener diode connection circuit, na ginagamit din sa iba pang mga uri ng device sa halip na isang power source.

Kasama sa circuit ang isang boltahe divider na binubuo ng isang ballast risistor at isang zener diode, kung saan ang isang load ay konektado nang magkatulad. Ang aparato ay katumbas ng output boltahe na may alternating power supply at load current.

Ang scheme ay gumagana tulad ng sumusunod. Ang pagtaas ng boltahe sa input ng aparato ay nagdudulot ng pagtaas sa kasalukuyang, na dumadaan sa paglaban ng R1 at ang zener diode VD. Sa zener diode, ang boltahe ay nananatiling pare-pareho dahil sa kasalukuyang-boltahe na katangian nito. Samakatuwid, ang boltahe sa buong pagkarga ay hindi nagbabago. Bilang resulta, ang lahat ng na-convert na boltahe ay dadaloy sa paglaban R1. Ang prinsipyong ito ng pagpapatakbo ng circuit ay ginagawang posible upang makalkula ang lahat ng mga parameter.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang zener diode

Kung ang isang zener diode ay inihambing sa isang diode, kung gayon kapag ang diode ay konektado sa pasulong na direksyon, ang isang reverse current ay maaaring dumaan dito, na may hindi gaanong halaga ng ilang microamps. Kapag ang reverse boltahe ay tumaas sa isang tiyak na halaga, ang isang electrical breakdown ay magaganap, at kung ang kasalukuyang ay napakataas, pagkatapos ay isang thermal breakdown ay magaganap din, kaya ang diode ay mabibigo. Siyempre, ang isang diode ay maaaring gumana sa ilalim ng electrical breakdown sa pamamagitan ng pagbabawas ng kasalukuyang dumadaan sa diode.

Ang zener diode ay idinisenyo upang ang mga katangian nito sa rehiyon ng pagkasira ay nadagdagan ang linearity, at ang pagkakaiba sa potensyal ng pagkasira ay medyo matatag. Ang pag-stabilize ng boltahe gamit ang isang zener diode ay ginagawa kapag ito ay gumagana sa reverse branch ng property ng kasalukuyang at boltahe, at sa forward branch ng graph ang zener diode ay gumagana tulad ng isang regular na diode. Sa diagram, ang zener diode ay itinalaga:

Mga parameter ng Zener diode

Ang mga pangunahing parameter nito ay makikita mula sa boltahe at kasalukuyang mga katangian.

• Boltahe ng pagpapapanatag ay ang boltahe sa zener diode sa panahon ng pagpasa ng kasalukuyang stabilization. Ngayon, ang mga zener diode ay ginawa gamit ang parameter na ito na katumbas ng 0.7-200 volts.
• Pinakamalaki pinahihintulutang kasalukuyang pagpapapanatag. Ito ay nililimitahan ng maximum na pinapayagang pagkawala ng kuryente, na depende sa temperatura ng kapaligiran.
• Pinakamababang kasalukuyang pagpapapanatag, ay kinakalkula ng pinakamaliit na kasalukuyang dumadaloy sa zener diode, habang pinapanatili ang epekto ng stabilizer.
• Differential resistance ay isang halaga na katumbas ng ratio ng pagtaas ng boltahe sa maliit na pagtaas ng kasalukuyang.

Ang isang zener diode na konektado sa isang circuit bilang isang simpleng diode sa pasulong na direksyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga dami DC boltahe at ang pinakamataas na pinahihintulutang direktang kasalukuyang.

Pagkalkula ng parametric stabilizer

Ang factor ng kalidad ng device ay kinakalkula ng stabilization coefficient, na kinakalkula gamit ang formula: Kst U = (ΔUin / Uin) / (ΔUout / Uout).

Susunod, ang pagkalkula ng stabilizer gamit ang isang zener diode ay isinasagawa kasama ng isang ballast resistor alinsunod sa uri ng zener diode na ginamit. Para sa pagkalkula, ang naunang tinalakay na mga parameter ng zener diode ay ginagamit.

Tukuyin natin ang pamamaraan ng pagkalkula gamit ang isang halimbawa. Kunin natin ang paunang data:

• Uout=9 V;
• I n = 10mA;
• ΔI n = ±2mA;
• ΔUin = ± 10% Uin

Gamit ang reference na libro, pumili kami ng zener diode D 814B, ang mga katangian nito ay:

• U st = 9 V;
• Ako Art. max = 36 mA;
• Ako Art. min = 3 mA;
• R d = 10 Ohm.

Susunod, ang input boltahe ay kinakalkula: Uin = nst *Uout, kung saan ang nst ay ang transmission coefficient. Ang paggana ng stabilizer ay magiging mas mahusay kung ang koepisyent na ito ay nasa hanay na 1.4-2. Kung nst = 1.6, kung gayon ang Uin = 1.6 * 9 = 14.4 V.

Ang susunod na hakbang ay upang kalkulahin ang ballast risistor. Ginagamit ang formula: R o = (U in – U out) / (I st + I n). Ang kasalukuyang value na Ist ay pinili: Ist ≥ In. Kapag binago ng Uin ang halagang Δ Uin at In ng ΔIn, hindi maaaring higit pa sa kasalukuyang zener diode ng magnitude I st. kami ni max st. min. Samakatuwid, ang Ist ay kinuha bilang ang average na pinahihintulutang halaga sa pagitan na ito at katumbas ng 0.015 amperes.

Nangangahulugan ito na ang ballast resistor ay katumbas ng: R o = (14.4 – 9)/(0.015+0.01) = 16 Ohm. Ang pinakamalapit na karaniwang halaga ay 220 ohms. Upang piliin ang uri ng paglaban, ang pagwawaldas ng kapangyarihan sa pabahay ay kinakalkula. Gamit ang formula P = I*2 R o, tinutukoy namin ang halaga P = (25*10-3) * 2 * 220 = 0.138 watts. Sa madaling salita, ang karaniwang lakas ng paglaban ay 0.25 watts.

Samakatuwid, ang paglaban ng MLT ay mas angkop - 0.25 - 220 Ohms. Pagkatapos isagawa ang mga kalkulasyon, kinakailangang suriin ang tamang pagpili ng zener diode operating mode sa circuit ng parametric device. Una sa lahat, ang pinakamababang kasalukuyang nito ay tinutukoy: Ist. Min = (U in – ΔU in – U out) / Ro – (I n + ΔI n), na may mga praktikal na parameter ang value ng I st. ) = 6 milliamps.

Ang parehong pamamaraan ay ginaganap upang makalkula ang pinakamataas na kasalukuyang: I st. max=(Uin+ΔUin–Uout)/Ro–(In–ΔIn). Ayon sa mga paunang parameter, ang pinakamataas na kasalukuyang magiging: Ist.max = (14.4 + 1.44 – 9) * 103 / 220–(10 – 2) = 23 milliamps. Kung, bilang isang resulta, ang mga kinakalkula na halaga ng minimum at maximum na kasalukuyang ay lumampas sa pinapayagan na mga limitasyon, kung gayon kinakailangan na palitan ang I st o risistor R o. Minsan ang zener diode ay kailangang mapalitan.

Ang mismong pangalan ng device na ito na "zener diode" ay kaayon ng salitang stability o constancy ng isang bagay o sa isang bagay. Napakahalaga ng katatagan sa buhay ng isang tao, katatagan sa suweldo, mga presyo sa tindahan, atbp. Sa electronics, ang katatagan ng boltahe ng supply ay isang napakahalaga, pangunahing parameter na unang sinusuri kapag nagse-set up o nag-aayos ng mga elektronikong kagamitan. Ang boltahe sa elektrikal na network ay maaaring mag-iba depende sa kabuuang pagkarga, kalidad ng mga network ng suplay ng kuryente, at maraming iba pang mga kadahilanan, ngunit ang boltahe ng supply mga kagamitang elektroniko, sa parehong oras, ay dapat manatiling hindi nagbabago sa isang tiyak na tinukoy na halaga.

Kaya, ano ang isang zener diode?

Bibigyan ka ng Wikipedia ng ganitong kahulugan:

"Ang semiconductor zener diode, o Zener diode, ay isang semiconductor diode na gumagana sa ilalim ng reverse bias sa breakdown mode. Bago mangyari ang breakdown, ang maliliit na leakage current ay dumadaloy sa zener diode..."

Ang lahat ay tama, ngunit masyadong abstruse.

Susubukan kong ilagay ito nang mas simple

Ang zener diode ay isang semiconductor device na nagpapatatag ng boltahe.

Sa palagay ko, sa una ang kahulugan na ito ay sapat na (at sasabihin ko sa iyo sa ibaba kung paano ito nagpapatatag ng boltahe)

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang zener diode

Minamahal na mambabasa, ipinapakita ng figure na ito ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang zener diode.

Isipin na ang tubig ay ibinuhos sa isang tiyak na lalagyan, ang antas ng tubig sa lalagyan ay dapat na mahigpit na tinukoy, upang ang lalagyan ay hindi umapaw, ang isang overflow pipe ay ginawa sa loob nito kung saan ang tubig na lumampas sa isang naibigay na antas ay ibubuhos mula sa lalagyan.

Ngayon mula sa "pagtutubero" lumipat tayo sa electronics.

Ang pagtatalaga ng zener diode sa circuit diagram ay kapareho ng sa diode, ang pagkakaiba sa pagitan ng "dash" ng cathode ay inilalarawan bilang titik G.

Ang pagtatalaga ng zener diode sa diagram

Ang zener diode ay nagpapatakbo lamang sa isang direktang kasalukuyang circuit, at nagpapasa ng boltahe sa pasulong na direksyon ng anode-cathode sa parehong paraan tulad ng isang diode. Hindi tulad ng isang diode, ang isang zener diode ay may isang tampok: kung ang kasalukuyang ay inilapat sa reverse direksyon sa cathode - anode, walang kasalukuyang dadaloy sa pamamagitan ng zener diode, ngunit ang kasalukuyang ay hindi dadaloy sa tapat na direksyon lamang hanggang ang boltahe ay lumampas sa tinukoy halaga.

Ano ang halaga ng sanggunian ng boltahe para sa isang zener diode?

Ang zener diode ay may sariling mga parameter - stabilization boltahe at kasalukuyang. Ang parameter ng boltahe ay nagpapahiwatig kung anong boltahe ang ipapasa ng zener diode sa kasalukuyang sa kabaligtaran ng direksyon, ang kasalukuyang parameter ay tumutukoy sa kasalukuyang lakas kung saan ang zener diode ay maaaring gumana nang hindi nasira.

Ang mga Zener diode ay ginawa upang patatagin ang mga boltahe ng iba't ibang mga halaga, halimbawa, ang isang zener diode na may pagtatalaga na V6.8 ay magpapatatag ng boltahe sa loob ng 6.8 Volts.

Talaan ng mga operating parameter ng zener diodes.

Ipinapakita ng talahanayan ang pangunahing mga parameter - boltahe ng pagpapapanatag at kasalukuyang pagpapapanatag. Mayroong iba pang mga parameter, ngunit hindi mo pa kailangan ang mga ito. Ang pangunahing bagay ay upang maunawaan ang kakanyahan ng kung paano gumagana ang isang zener diode at matutunan kung paano piliin ang kailangan mo para sa iyong mga circuit at para sa pag-aayos ng mga radio electronics.

Isaalang-alang natin diagram ng eskematiko nagpapaliwanag ng prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang zener diode.

Kunin natin ang zener diode bilang isang parameter - ang boltahe ng pagpapapanatag ay 12 Volts. Upang ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng zener diode sa kabaligtaran ng direksyon mula sa cathode hanggang sa anode, ang input boltahe ay dapat na mas mataas kaysa sa stabilization boltahe ng zener diode (na may margin). Halimbawa, kung ang zener diode ay idinisenyo para sa stabilization voltage na 12V, ang input voltage ay dapat na hindi bababa sa 15V. Ballast Nililimitahan ng risistor Rb ang kasalukuyang na dadaan sa zener diode sa nominal na halaga.Tulad ng nakikita mo, sa isang boltahe na lumampas sa kasalukuyang pag-stabilize ng zener diode, nagsisimula itong itapon ang labis na boltahe sa pamamagitan ng sarili nito sa minus. Sa madaling salita, ang zener diode ay gumaganap bilang isang overflow pipe, mas malaki ang presyon o halaga ng tubig agos ng kuryente, mas bubukas ang zener diode at kabaligtaran, habang bumababa ang boltahe, ang zener diode ay nagsisimulang magsara, na binabawasan ang pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng sarili nito.

Ang mga pagbabagong ito ay maaaring mangyari nang maayos o may mahusay na bilis sa mga maikling agwat ng oras, na nagpapahintulot sa amin na makamit ang isang mataas na boltahe na stabilization coefficient.

Kung ang boltahe sa input ng stabilizer ay mas mababa sa 12 Volts, ang zener diode ay "magsasara" at ang boltahe sa output ng stabilizer ay "lutang" sa parehong paraan tulad ng sa input, ngunit walang boltahe. katatagan. Iyon ang dahilan kung bakit ang input boltahe ay dapat na mas malaki kaysa sa kinakailangang output boltahe (na may margin).Ang ibinigay na diagram ay tinatawagparametric stabilizer. WHO Kung gusto niya ng kumpletong breakdown kung paano magkalkula ng parametric stabilizer, hayaan siyang bumisita sa Google, para sa ating mga baguhan sapat na ito sa unang pagkakataon, huwag nating abalahin ang ating sarili sa mga formula.

Ngayon ay lumipat tayo sa mga lab (laboratory work:).

Sa harap mo ay isang mock-up ng isang parametric stabilizer may mga voltmeter sa input at output ng mock-up. Ngayon ang voltmeter sa INPUT ng stabilizer ay nagpapakita ng 6 volts sa OUTPUT ng stabilizer, halos pareho ang boltahe. Tulad ng nasabi ko na, ang zener diode ng prototype ay may stabilization voltage na 8 at 2 volts, ang boltahe ng 6 volts sa INPUT ng stabilizer ay hindi lalampas sa stabilization voltage ng zener diode, kaya ang zener diode ay sarado.

Ngayon ay pinapataas ko ang boltahe sa input ng stabilizer sa 15 Volts, ang boltahe sa input ng stabilizer ay lumampas sa stabilization voltage ng zener diode at sa output ng stabilizer naabot ang tinukoy na stabilization voltage na 8.2 Volts, at kaya ito nananatili, halos hindi nagbabago, kahit na may mga biglaang pagtaas ng boltahe, gumagana agad ang zener diode, pinapanatili ang katatagan ng boltahe . Uulitin ko ulit- "Upang gumana nang tama ang isang parametric stabilizer, dapat palaging may boltahe sa input na lumampas sa boltahe ng stabilization ng zener diode, ibig sabihin, na may margin na humigit-kumulang 15-25%"

Dahil ang kasalukuyang stabilization ng tulad ng isang parametric stabilizer ay masyadong maliit, ang parametric stabilizer ay karaniwang ginagamit sa mga power supply bilang isang stabilizing elemento ng circuit, kung saan, bilang karagdagan sa stabilizer mismo, mayroong mga elemento ng regulasyon ng boltahe at malakas na transistor.

Ang isang halimbawa ay isang circuit ng isang adjustable stabilizer (power supply).

Sa modernong electronics, ang mga parametric stabilizer ay ginagamit nang mas kaunti, higit sa lahat ay gumagamit ng mga espesyal na microcircuits, na medyo malakas na stabilizer na may napakagandang stabilization coefficient, ang mga ito ay compact at madaling gamitin.

Ngunit pag-uusapan natin sila sa susunod. Gayunpaman, ang mga parametric stabilizer ay matatagpuan sa maraming iba't ibang mga electronic circuit, kaya kailangan mong malaman ang mga ito at maunawaan ang isang pangunahing prinsipyo ng pagpapatakbo.

Paano suriin ang zener diode

Upang suriin ang zener diode, kailangan mong malaman kung paano gumamit ng isang multimeter at gamitin ang pamamaraan para sa pagsubok ng isang semiconductor diode Kung maaari, maaari kang mag-assemble ng isang parametric stabilizer circuit at suriin ang zener diode sa operasyon, tulad ng inilarawan sa artikulong ito. Kung mayroon kang zener diode at hindi mo alam ang mga parameter nito (ang inskripsiyon sa katawan ng stub ay nabura), sa pamamagitan ng pag-assemble ng isang circuit ng isang parametric stabilizer, matutukoy mo kung anong boltahe ng stabilization ang gumagana sa hindi kilalang stub na ito.

Anuman elektronikong circuit ang isang nagpapatatag na boltahe ay kinakailangan upang paganahin ang mga sangkap na kasama dito aktibong elemento(transistor, microcircuits, atbp.). Sa kabila ng iba't ibang uri ng mga linear na pinagmumulan, lahat sila ay batay sa isang klasikong parametric voltage stabilizer (tingnan ang figure sa ibaba).

Kapag nagtatayo ng karamihan sa mga device na ito, ginagamit ang isang nonlinear na elemento ng semiconductor - isang diode, na tinatawag sa kasong ito na isang zener diode.

Pagpapalit ng order

Ang klasikong zener diode stabilizer ay isa sa pinakasimpleng uri ng mga device sa klase na ito at ito ang pinakamura at pinakamadaling ipatupad. Ang isang uri ng "payback" para sa pagiging simple na ito ay isang mababang epekto sa pag-stabilize, lubos na nakadepende sa laki ng pagkarga at naobserbahan sa isang napakakitid na hanay.

Ang elemento ng semiconductor (zener diode) na kasama sa stabilizer ng boltahe ay rectifier diode, naka-on sa pabalik na direksyon. Salamat sa ito, ang operating point ng elemento ay maaaring itakda sa nonlinear na seksyon ng kasalukuyang-boltahe na katangian (CVC) na may isang sanga nang husto pababa.

Karagdagang impormasyon. Ang eksaktong posisyon nito ay tinutukoy ng halaga ng ballast resistor Ro (tingnan ang diagram sa itaas).

Ang isang halimbawa ng isang tipikal na kasalukuyang-boltahe na katangian ng isang zener diode ay matatagpuan sa figure sa ibaba.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang parametric stabilizer batay sa isang zener diode (PSN) ay inextricably na nauugnay sa uri ng reverse branch ng katangian ng zener diode, na may mga sumusunod na tampok:

• Sa mga makabuluhang pagbabago sa kasalukuyang sa pamamagitan ng aparato, ang boltahe sa lugar na ito ay nagbabago sa loob ng napakaliit na mga limitasyon;
• Sa pamamagitan ng pagtatakda ng halaga ng kasalukuyang bahagi, maaari mong itakda ang operating point sa gitna ng return branch;
• Sa pamamagitan ng pagpili ng isang stabilization boltahe sa isang nakapirming zone ng kasalukuyang-boltahe na katangian, posible na palawakin ang dynamic na hanay ng mga pagbabago sa kasalukuyang zener diode (o ang paglaban ng kaugalian nito).

pansinin mo! Ito ay dahil sa posibilidad ng pagtatakda ng mga nakapirming parameter sa pamamaraang ito na nakuha nito ang pangalan nito - parametric.

Prinsipyo ng pagpapatakbo

Ang kakanyahan ng pagpapatakbo ng isang boltahe stabilizer ay pinaka-maginhawang ipinaliwanag gamit ang halimbawa ng isang diode na konektado sa isang circuit DC. Kapag ang boltahe sa kabuuan nito ay may tuwid na polarity (plus ay konektado sa anode, at ang minus ay konektado sa cathode), ang semiconductor junction ay bias sa direksyon ng pagsasagawa at pinapayagan ang kasalukuyang dumaan.

Kapag ang polarity ay baligtad n-p junction sarado at samakatuwid ay halos hindi nagsasagawa ng kasalukuyang. Ngunit kung patuloy mong tataas ang reverse boltahe sa pagitan ng mga electrodes, kung gayon, alinsunod sa kasalukuyang boltahe na katangian nito, maaari mong maabot ang isang punto kung saan ang diode ay muling nagsisimulang pumasa sa daloy ng mga electron (ngunit sa kabilang direksyon dahil sa pagkasira ng junction).

Mahalaga! Ang elemento ng semiconductor sa kasong ito ay nagpapatakbo sa reverse boltahe mode, na makabuluhang lumampas sa direktang drop sa kabuuan nito (0.5-0.7 Volts).

Mga pangunahing parameter

Kapag pinag-aaralan ang paggana ng isang parametric voltage stabilizer, ang espesyal na kahalagahan ay naka-attach sa teknikal na mga pagtutukoy ang control device mismo. Kabilang dito ang:

• Stabilization boltahe, na tinukoy bilang ang potensyal na pagbaba sa kabuuan nito kapag ang isang average na kasalukuyang daloy;
• Ang maximum at minimum na mga halaga ng kasalukuyang dumaan sa reverse biased junction;
• Pinahihintulutang pagkawala ng kuryente sa device na Pmax.;
• Junction conductance sa dynamic na mode (o differential resistance ng isang zener diode).

Ang huling parameter ay tinukoy bilang ang ratio ng pagtaas ng boltahe ΔUCT sa pagbabago sa kasalukuyang nagpapatatag na ΔICT na naging sanhi nito.

Tungkol sa unang dalawang parameter, dapat tandaan na para sa iba't ibang mga sample ng semiconductor diodes maaari silang mag-iba nang malaki sa halaga (depende sa kapangyarihan ng aparato). Ang boltahe ng stabilization para sa karamihan ng mga modernong zener diode ay nag-iiba sa hanay mula 0.7 hanggang 200 Volts.

Ang pinahihintulutang pagkawala ng kuryente ay tinutukoy ng mga naunang nakalistang mga parameter at lubos ding nakasalalay sa uri ng elemento. Ang parehong ay maaaring sinabi tungkol sa paglaban sa kaugalian, na sa isang tiyak na lawak ay nakakaapekto sa kahusayan ng proseso ng pag-stabilize.

Parametric stabilizer circuit

Mga tampok ng scheme

Ang isang kumpletong circuit diagram ng isang parametric type stabilizer, kung saan ang zener diode ay gumaganap bilang isang sumusuportang elemento, ay ipinapakita sa figure sa ibaba.

Ang circuit na ito ay maaaring isaalang-alang bilang isang boltahe divider na binubuo ng risistor R1 at isang zener diode VD na may load RN konektado sa parallel.

Kapag nagbago ang potensyal ng input, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng zener diode ay magbabago nang naaayon; sa kasong ito, ang boltahe dito (at samakatuwid sa pagkarga) ay mananatiling halos hindi nagbabago. Ang halaga nito ay tumutugma sa boltahe ng pagpapapanatag kapag ang kasalukuyang input ay nagbabago sa loob ng ilang mga limitasyon na tinutukoy ng mga katangian ng diode at ang laki ng pagkarga.

Pagkalkula ng mga parameter ng operating

Ang paunang data ayon sa kung saan kinakalkula ang parametric type stabilizer ay:

• Power na ibinibigay sa input Up;
• Output boltahe Un;
• Kasalukuyang na-rate ang output IH=Ist.

Isinasaalang-alang ang impormasyong ito, kakalkulahin namin ang kinakailangang halaga gamit ang function ng online na calculator, halimbawa.

Bilang halimbawa, ilagay natin:

Pataas=12 Volts, Un=5 Volts, IH=10 mA.

Batay sa mga data na ito, na dating ipinasok sa isang online na calculator o manu-mano, pumili kami ng isang zener diode ng uri BZX85C5V1RL na may stabilization voltage na 5.1 Volts at isang differential resistance na humigit-kumulang 10 Ohms. Isinasaalang-alang ito, kinakalkula namin ang halaga ng ballast resistance R1, na tinutukoy bilang mga sumusunod:

R1= Uо–Un/In+Ist =12-5/0.01+0.01= 350 Ohm.

Kaya, ang buong pagkalkula ng isang parametric stabilizer ay bumababa sa pagtukoy ng halaga ng ballast resistor R1 at pagpili ng uri ng zener diode (batay sa operating boltahe na idinisenyo para sa).

Mga posibilidad para sa pagtaas ng kapangyarihan

Ang lakas ng output ng isang parametric type stabilizer ay tinutukoy ng pinakamataas na kasalukuyang ng zener diode at ang pinahihintulutang kapangyarihan nito na Pmax, na maaaring tumaas kung ninanais. Upang gawin ito, dapat mong dagdagan ang circuit na may isang elemento ng transistor na konektado sa parallel o sa serye na may load. Alinsunod dito, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng parallel at series stabilizer, kung saan ang transistor ay gumaganap bilang isang DC amplifier.

Tingnan natin ang bawat isa sa mga scheme na ito nang mas detalyado.

Parallel stabilizer

Sa isang parallel type stabilizer circuit, ang transistor ay ginagamit bilang isang emitter follower na konektado sa parallel sa load (tingnan ang figure sa ibaba).

Karagdagang impormasyon. Sa circuit na ito, ang risistor R1 ay matatagpuan pareho sa gilid ng kolektor at sa emitter ng transistor.

I-load ang boltahe ng risistorRn ay:

Un=Ust+Ube (transistor).

Gumagana ang circuit sa prinsipyo ng pag-alis ng labis na kasalukuyang sa pamamagitan ng isang bukas na kantong K-E transistor, sa batayan kung saan ang boltahe (Ust) ay patuloy na naroroon. Sa circuit na ito, ang ICT ay sabay-sabay na base kasalukuyang ng transistor, bilang isang resulta kung saan ang halaga nito sa pag-load ay maaaring h21e beses na mas mataas kaysa sa paunang halaga, iyon ay, ang transistor sa kasong ito ay gumagana bilang isang kasalukuyang amplifier.

Regulator ng serye

Ang PSN, na binuo sa isang serye ng circuit, ay ang parehong tagasunod ng emitter sa transistor VT, ngunit may paglaban sa pag-load Rн konektado sa serye sa K-E junction (tingnan ang figure).

Ang output boltahe ng aparato sa sitwasyong ito ay katumbas ng:

Un=Ust-Ube.

Sa circuit na ito, ang anumang kasalukuyang pagbabagu-bago sa load ay humahantong sa kabaligtaran ng mga pagbabago sa sign sa boltahe sa base ng transistor. Ang isang katulad na pag-asa ay nagiging sanhi ng pagbubukas o pagsasara E-K na paglipat, na nangangahulugan ng awtomatikong pagpapapanatag ng output boltahe.

Upang tapusin ang paglalarawan, tandaan namin na sa parehong serye at parallel na mga circuit ng PSN, ang zener diode ay ginagamit bilang isang reference na mapagkukunan ng boltahe, at ang transistor ay ginagamit bilang isang kasalukuyang amplifier.

Video