Регулятор тока на полевом транзисторе: Стабилизаторы напряжения на полевых транзисторах: схема включения и регулировки

Регулятор тока на полевых транзисторах

Устройство представляет собой бесконтактный прерыватель тока в нагрузке, питающейся напряжением V, при токе не более 10А. Схема отличается точным равенством интервалов выключенного и включенного состояния нагрузки. Представлена схема рис. Конечно, можно было источник управляющих импульсов сделать на основе мультивибратора на логических элементах, например, микросхемы КЛА7, но в таком случае, чтобы обеспечить симметричность выходных импульсов потребуется еще одна микросхема D триггер или счетчик. В данном же случае, в одной микросхеме есть как мультивибратор, так и счетчик. К тому же, счетчик разрядный, поэтому мультивибратор может работать на значительно более высокой частоте, чем частота прерывания нагрузки, что благоприятно сказывается на стабильности частоты заданной RC-цепью.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Регулятор мощности (Диммер) на 120 Ампер Своими руками очень простой……..

Стабилизаторы тока


Полупроводниковый прибор, о котором пойдет речь, предназначен для стабилизации тока на требуемом уровне, обладает низкой стоимостью и дает возможность упростить разработку схем многих электронных приборов. Попытаюсь немного восполнить недостаток информации о простых схемотехнических решениях стабилизаторов постоянного тока. Идеальный источник тока обладает бесконечно большим ЭДС и бесконечно большим внутренним сопротивлением, что позволяет получить требуемый ток в цепи независящий от сопротивления нагрузки.

Рассмотрение теоретических допущений о параметрах источника тока помогает понять определение идеального источника тока. Ток, создаваемый идеальным источником тока остается постоянным при изменении сопротивления нагрузки от короткого замыкания до бесконечности. Для поддержания величины тока неизменной значение ЭДС меняется от величины не равной нулю до бесконечности.

Свойство источника тока, позволяющее получить стабильное значение тока: при изменении сопротивления нагрузки изменяется ЭДС источника тока таким образом, что значение тока остается постоянным. Реальные источники тока поддерживают ток на требуемом уровне в ограниченный диапазон напряжения, создаваемого на нагрузке и ограниченном сопротивление нагрузки.

Идеальный источник рассматривается, а реальный источник тока может работать при нулевом сопротивлении нагрузки. Режим замыкания выхода источника тока не является исключением или трудно реализуемой функцией источника тока, это один из режимов работы, в который может безболезненно перейти прибор при случайном замыкании выхода и перейти на режим работы с сопротивлением нагрузки более нуля.

Реальный источник тока используется совместно с источником напряжения. Сеть вольт 50 Гц, лабораторный блок питания, аккумулятор, бензиновый генератор, солнечная батарея — источники напряжения, поставляющие электроэнергию потребителю. Последовательно с одним из них включается стабилизатор тока. Выход такого прибора рассматривается как источник тока.

Простейший стабилизатор тока представляет собой двухвыводной компонент, ограничивающий протекающий через него ток величиной и точностью соответствующей данным фирмы изготовителя. Такой полупроводниковый прибор в большинстве случаев имеет корпус, напоминающий диод малой мощности. Благодаря внешнему сходству и наличию всего двух выводов компоненты этого класса часто упоминаются в литературе как диодные стабилизаторы тока.

Внутренняя схема не содержит диодов, такое название закрепилось только благодаря внешнему сходству. Применение диодных стабилизаторов тока упрощает электрические схемы и снижает стоимость приборов. Один полупроводник этого класса в зависимости от типа обеспечивает стабилизацию тока на уровне от 0,22 до 30 миллиампер. Наименования этих полупроводниковых приборов по ГОСТу и схемного обозначения найти не удалось. В схемах статьи пришлось применить обозначение обычного диода.

При включении в цепь питания светодиода диодный стабилизатор обеспечивает требуемый режим и надежную работу. Одна из особенностей диодного стабилизатора тока — работа в диапазоне напряжений от 1,8 до вольт позволяющая защитить светодиод от выхода из строя при воздействии импульсных и длительных изменений напряжения.

Яркость и оттенок свечения светодиода зависят от протекающего тока. Один диодный стабилизатор тока может обеспечить режим работы нескольких последовательно включенных светодиодов, как показано на схеме.

Эту схему легко преобразовать в зависимости от светодиодов и напряжения питания. Один или несколько параллельно включенных диодных стабилизаторов тока в цепь светодиодов зададут ток светодиодов, а количество светодиодов зависит от диапазона изменения напряжения питания.

С помощью диодных источников тока можно построить индикаторный или осветительный прибор, предназначенный для питания от постоянного напряжения. Благодаря питанию стабильным током источник света будет иметь постоянную яркость свечения при колебаниях напряжения питания. Использование резистора в цепи светодиода индикатора напряжения питания двигателя постоянного тока станка сверловки печатных плат приводило к быстрому выходу светодиода из строя.

Применение диодного стабилизатора тока позволило получить надежную работу индикатора. Диодные стабилизаторы тока допускается включать параллельно.

Требуемый режим питания нагрузок можно получить, меняя тип или включая параллельно требуемое количество этих приборов. При питании светодиода оптопары через резистор пульсации напряжения питания схемы приводят к колебаниям яркости, накладывающимся на фронт прямоугольного импульса.

Применение диодного стабилизатора тока в цепи питания светодиода, входящего в состав оптопары, позволяет снизить искажение цифрового сигнала, передаваемого через оптопару и увеличить надежность канала информации. Применение диодного стабилизатора тока задающего режим работы стабилитрона позволяет разработать простой источник опорного напряжения. При изменении питающего тока на 10 процентов напряжение на стабилитроне меняется на 0,2 процента, а так как ток стабилен, то величина опорного напряжения стабильна при изменении других факторов.

Влияние пульсаций питающего напряжения на выходное опорное напряжение уменьшается на децибел. Вольтамперная характеристика помогает понять работу диодного стабилизатора тока. Режим стабилизации начинается при превышении напряжения на выводах прибора около двух вольт. При напряжениях более вольт происходит пробой. Реальный ток стабилизации может отклоняться от номинального тока на величину до десяти процентов.

При изменении напряжения от 2 до вольт ток стабилизации меняется на 5 процентов. Диодные стабилизаторы тока, выпускаемые некоторыми производителями, изменяют ток стабилизации при изменении напряжения до 20 процентов. Чем выше ток стабилизации, тем больше отклонение при увеличении напряжения. Параллельное включение пяти приборов, рассчитанных на ток 2 миллиампера, позволяет получить более высокие параметры, чем у одного на 10 миллиампер.

Так как уменьшается минимальное напряжение стабилизации тока, то диапазон напряжения в котором работает стабилизатор увеличивается. Основой схемы диодного стабилизатора тока является полевой транзистор с p-n переходом. Напряжение затвор-исток определяет ток стока. При напряжении затвор-исток равному нулю ток через транзистор равен начальному току стока, который течет при напряжении между стоком и истоком более напряжения насыщения.

Поэтому для нормальной работы диодного стабилизатора тока напряжение, приложенное к выводам должно быть больше некоторого значения от 1 до 3 вольт. Полевой транзистор имеет большой разброс начального тока стока, точно эту величину предсказать нельзя. Дешевые диодные стабилизаторы тока представляют собой отобранные по току полевые транзисторы, у которых затвор соединен с истоком. При смене полярности напряжения диодный стабилизатор тока превращается в обычный диод.

Это свойство обусловлено тем, что p-n переход полевого транзистора оказывается смещенным в прямом направлении и ток течет по цепи затвор-сток. Максимальный обратный ток некоторых диодных стабилизаторов тока может достигать миллиампер. Для стабилизации токов силой 0, ампер и более применима схема, главный элемент которой мощный транзистор. Диодный стабилизатор тока стабилизирует напряжение на резисторе Ом и на базе транзистора КТ Изменение резистора R1 от 0,2 до10 Ом изменяется ток, поступающий в нагрузку.

С помощью этой схемы можно получить ток, ограниченный максимальным током транзистора или максимальным током источника питания. Применение диодного стабилизатора тока с наиболее возможным номинальным током стабилизации улучшает стабильность выходного тока схемы, но при этом нельзя забывать о минимально возможном напряжении работы диодного стабилизатора тока. Изменение резистора R1 на Ом значительно меняет величину выходного тока схемы. Этот резистор должен иметь большую мощность рассеяния тепла, изменение сопротивления из-за нагрева приведет к отклонению выходного тока от заданного значения.

Резистор R1 лучше собрать из нескольких параллельно включенных мощных резисторов. Резисторы, применённые в схеме должны иметь минимальное отклонение сопротивления при изменении температуры. При построении регулируемого источника стабильного тока или для точной настройки выходного тока резистор Ом можно заменить переменным.

Для улучшения стабильности тока транзистор КТ усиливается вторым транзистором меньшей мощности. Транзисторы соединяются по схеме составного транзистора. При использовании составного транзистора минимальное напряжение стабилизации увеличивается. Эту схему можно использовать для питания соленоидов, электромагнитов, обмоток шаговых двигателей, в гальванике, для зарядки аккумуляторов и других целей.

Транзистор обязательно устанавливается на радиатор. Конструкция прибора должна обеспечивать хороший теплоотвод. Если бюджет проекта позволяет увеличить затраты на рубля и конструкция прибора допускает увеличение площади печатной платы, то использую параллельное объединение диодных стабилизаторов тока можно улучшить параметры разрабатываемого прибора.

Соединенные параллельно 5 компонентов 1N позволят стабилизировать ток на уровне 10 миллиампер, как и компонент СDLL, но минимальное напряжение работы в случае пяти 1N составит 1,85 вольт, что важно для схем с напряжением питания 3,3 или 5 вольт.

Соединение параллельно группы стабилизаторов тока вместо одного позволяет снизить нагрев разрабатываемого прибора и отодвинуть верхнюю границу температурного диапазона. Для использования диодных стабилизаторов тока при напряжениях более напряжения пробоя последовательно включается один или несколько стабилитронов, при этом область напряжений работы диодного ограничителя тока смещается на величину стабилизации напряжения стабилитроном. Схему можно использовать для грубого определения превышения порогового значения напряжения.

Найти отечественные аналоги зарубежных диодных стабилизаторов тока не удалось. Вероятно с течением времени ситуация с отечественными диодными стабилизаторами тока изменится. Литература: Л. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. Скачать список элементов PDF.

Средний балл статьи: 4. Для добавления Вашей сборки необходима регистрация. Оставить комментарий. Обнаружен блокировщик рекламы. Сайт Паяльник существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Как это сделать? Главная Начинающим. Призовой фонд на октябрь г. Тестер компонентов LCR-T4. Квадрокоптер Syma X Условное графическое обозначение источника тока: Рассмотрение теоретических допущений о параметрах источника тока помогает понять определение идеального источника тока.

Источник тока 0. Стабилитрон 5. Биполярный транзистор КТА. Куприянов С.


:: МОЩНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ ::. Схема стабилизатор тока на полевом транзисторе

Используя в схеме стабилизатора мощный полевой транзистор, можно собрать простой стабилизатор, тем не менее имеющий очень хорошие параметры. Он имеет в открытом состоянии сопротивление канала всего 0,02 Ома, а так-же обеспечивает ток до 30 А. Мощность, рассеиваемая транзистором, может превышать Вт. Принципиальная схема одного из вариантов такого стабилизатора приведена на рисунке, клик — для увеличения. Переменное напряжение поступает на выпрямитель и сглаживающий фильтр, и далее на сток полевого транзистора и через резистор R1 на затвор, открывая транзистор.

МОЩНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ. Регулятор напряжения и тока для зарядного устройства Электротехника, Ардуино, Наука.

На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

Новокузнецк, Кемеровская обл. Логин: Пароль Забыли? Практика Блоки питания. Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!

Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе — схемотехника

Какими светодиодами вы чаще всего пользуетесь? Фазовый регулятор мощности на полевом транзисторе. Назад Вперед. Все обсуждения. Добавить в избранное.

Какими светодиодами вы чаще всего пользуетесь? Фазовый регулятор мощности на полевом транзисторе.

Please turn JavaScript on and reload the page.

Для того, что бы приобрести промышленный вакуумный компрессор eurovacpumps. И дело даже не в том, что он сам по себе вещь не из тех, которые используются каждый день и всеми, а в том, что большинство магазинов, в которых я его пытался найти, попросту заламывали цену такую, которая абсолютно не соответствовала его цене настоящей. Но в итоге я смог таки его найти и очень доволен тем, что купил его именно в том месте. Лучше, вероятней всего, не могло бы и быть. Стабилизатор тока на полевом транзисторе.

3.06. Источники тока на ПТ с p-n — переходом

Большинство образцов современного бытового оборудования рассчитано на качественное питание от источников с нормированными показателями действующего в сети напряжения. Однако в реальности это случается крайне редко, так что чаще всего потребителю приходится довольствоваться низким качеством питания или принимать специальные меры по его стабилизации. Один из возможных выходов из создавшегося положения — использование схемы стабилизатора напряжения на полевом транзисторе. Благодаря применению этого полупроводникового элемента удаётся обеспечить стабилизирующие функции источника питания, а также уберечь от повреждений подключённые к нему бытовые приборы. Принцип работы такого устройства основывается на следующих фундаментальных положениях:. Дополнительная информация. Эти девиации электрических параметров, помимо плохого качества самого питания, могут быть связаны с колебаниями окружающей температуры или с изменениями теплового режима элементов схемы. При выполнении всех перечисленных выше условий вопрос стабилизации по токовой нагрузке решается довольно просто.

МОЩНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ. Регулятор напряжения и тока для зарядного устройства Электротехника, Ардуино, Наука.

Простейший стабилизатор постоянного тока

Фазовый регулятор мощности. Обычно фазовые регуляторы мощности переменного тока строятся на основе тиристора или симистора. Эти схемы уже давно стали типовыми и повторены многократно как радиолюбителями, так и в масштабе производства.

Дата последнего обновления файла При этом напряжение на нагрузке будет зависеть от ее сопротивления. Стабилизаторы тока требуются для питания электронных приборов, таких как светодиоды или газоразрядные лампы, они могут применяться в паяльных станциях или термостабилизаторах для задания рабочей температуры. Кроме того, стабилизаторы тока требуются для заряда аккумуляторов различного типа.

Бывают случаи, когда необходимо пропускать стабильный ток через светодиоды, ограничить ток зарядки аккумуляторов или испытать источник питания, а реостата под рукой нет. В этом, и не только, случае помогут специальные схемотехнические решения ограничивающие, регулирующие и стабилизирующие ток.

Схема, представленная на рис. У нормально открытого полевого транзистора ток стока течет даже тогда, когда вспомогательное напряжение равно нулю. Этот режим работы транзистора представляет особый интерес, так как схема стабилизатора тока может быть выполнена в виде двухполюсника, как показано на рис. Благодаря этой особенности схема может быть включена вместо любого омического сопротивления Чтобы найти сопротивление обратной связи следует определить величину для заданного тока стабилизации I по передаточной характеристике транзистора. В соответствии с формулой 5. Полевой транзистор в качестве источника стабильного тока. Стабилизатор тока на полевом транзисторе, выполненный по схеме без вспомогательного напряжения.

Современного человека в быту и на производстве окружает большое количество электротехнических приборов и оборудования. Для устойчивой, стабильной работы всей этой техники требуется бесперебойная подача электроэнергии. Однако из-за скачков сетевого напряжения, приборы довольно часто выходят из строя. Во избежание подобных ситуаций, применяются специальные устройства, в том числе и стабилизатор тока на полевом транзисторе.


Регулировка тока на полевом транзисторе

Если для этих целей применить мощный переключательный полевой транзистор, то удастся собрать более простой сильноточный стабилизатор,. Схема одного из вариантов такого стабилизатора приведена на рис. Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение около 13 В эффективное значение поступает на выпрямитель и сглаживающий фильтр. На конденсаторах фильтра оно равно 16 В.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Супер-Простой регулятор напряжения на одном MOSFET транзисторе! Только две детали!

Блок питания на полевом транзисторе


Какими светодиодами вы чаще всего пользуетесь? Фазовый регулятор мощности на полевом транзисторе. Назад Вперед. Все обсуждения. Добавить в избранное. Sprint Layout 5. Выберите категорию:. Обычно фазовые регуляторы мощности переменного тока строятся на основе тиристора или симистора. Эти схемы уже давно стали типовыми и повторены многократно как радиолюбителями, так и в масштабе производства. Но тиристорным и симисторным регуляторам, равно как и ключам, всегда был свойственен один важный недостаток, ограничение минимальной мощности нагрузки.

То есть, типовой тиристорный регулятор на максимальную мощность нагрузки более W не может хорошо регулировать мощность маломощной нагрузки, потребляющей единицы и доли ватт. Ключевые полевые транзисторы отличаются тем, что физически работа их канала очень напоминает работу обычного механического выключателя, — в полностью открытом состоянии их сопротивление очень мало и составляет доли Ом, а в закрытом состоянии ток утечки составляет микроамперы.

И это практически не зависит от величины напряжения на канале. То есть, именно как механический выключатель.

Именно поэтому ключевой каскад на ключевом полевом транзисторе может коммутировать нагрузку мощностью от единиц и долей ватт, до максимально допустимого по току значения. Например, популярный полевой транзистор 1RF без радиатора работая в ключевом режиме может коммутировать мощность практически от нуля до W. Кроме того ключевой полевой транзистор обладает очень низким током затвора, поэтому для управления требуется очень низкая статическая мощность. Правда это омрачается относительно большой емкостью затвора, поэтому в первый момент включения ток затвора может оказаться и довольно большим ток на заряд емкости затвора.

С этим борются включением последовательно затвору токоограничителя. Нагрузка питается пульсирующим напряжением, так как подключена через диодный мост VD5-VD8. Для питания электронагревательного прибора паяльника, лампы накаливания это подходит. При использовании диодов КД схема может работать с нагрузкой мощностью до W. Если нужно работать с более мощной нагрузкой до W нужно использовать более мощные диоды, например, КДГ, Д. На инверторах микросхемы D1 выполнен формирователь управляющих импульсов, которые открывают транзистор VT1 в определенной фазе полуволны.

Элементы D1. Умощнить выход пришлось чтобы компенсировать неприятности вызванные скачком тока на заряд емкости затвора VT1 в момент его включения. Система низковольтного питания микросхемы посредством диода VD2 разделена на две части, — собственно питающую часть, создающую постоянное напряжение между выводами 7 и 14 микросхемы, и часть представляющую собой датчик фазы сетевого напряжения.

Работает это следующим образом. Реле времени на полевых транзисторах Схема коммутатора сетевой нагрузки Устройство для защиты от превышения напряжения в сети Кнопка звонка включает свет Схема регулятора яркости для настольной лампы Схема таймера управления освещением Сенсорный выключатель светильника.

Правильное подключение одного светодиода R — резистор D — светодиод. Расчитать резистор. Последовательное подключение нескольких светодиодов. Случайные схемы.

Облако тегов. LED , smd , ёмкость , автомат , адаптер , аккумулятор , антенна , бортовой сети , ваз , варикап , вентилятор , вольтметр , выходное напряжение , габариты , генератор , датчик , детектор , диапазон , ду , зажигание , заряд , игрушка , импульс , индикация , источник питания , конденсатор , лампы , лдс , металлоискатель , микросхема , мощность , нагрузка , напряжение , освещение , панель приборов , паяльник , пиранья , плавное включение , подключение , подсветка , приборная панель , прожектор , радиомикрофон , радиоприемник , радиостанция , рассеивание , резистор , реле , светодиод , сенсор , сигнализатор , сигнализация , сирена , срок службы , стабилизатор , схема , счетчик , таймер , технология , тракт , транзистор , трансивер , усилитель , частота , частотомер , яркость.


Простой регулятор мощности для зарядного устройства

В электрических схемах для изменения уровня выходного сигнала используется регулятор напряжения. Основное его назначение — изменять подаваемую на нагрузку мощность. C помощью устройства управляют оборотами электродвигателей, уровнем освещённости, громкостью звука, нагревом приборов. В радиомагазинах можно приобрести готовое изделие, но несложно изготовить регулятор напряжения своими руками.

схемы регулируемого стабилизатор тока на полевом транзисторе Ремонт и обслуживание кофемашин и кофемолок Настройка.

Primary Menu

Совсем недавно решил изготовить несколько зарядных устройств для автомобильного аккумуляторы, который собирался продавать на местном рынке. В наличии имелись довольно красивые промышленные корпуса, стоило лишь изготовить хорошую начинку и все дела. Но тут столкнулся с рядами проблем, начиная от блока питания, заканчивая узлом управления выходного напряжения. Пошел и купил старый добрый электронный трансформатор типа ташибра китайский бренд на ватт и начал переделку. Ташибра — электронный импульсный сетевой блок питания реализованный на полумостовой основе, не имеет никаких защит, даже простой сетевой фильтр отсутствует. После переделки об этом в следующих статьях удалось получить на выходе трансформатора до 18 Вольт постоянного напряжения с током Ампер, что более, чем достаточно для зарядки даже довольно емких автомобильных аккумуляторов. Размеры платы не более пачки от сигарет, довольно компактный и мощный блок питания в итоге получился. Вторая проблема была связана с регулятором мощности, напрямую зарядить аккумулятор не получиться, поэтому было решено использовать схему простого ШИМ регулятора.

Схема стабилизатора тока на полевом транзисторе

В прошлых статьях мы рассмотрели конструкцию ШИМ регулятора мощности, который предназначен для регулировки выходного напряжения зарядного устройства или блока питания. Сегодня речь пойдет про аналогичное устройство, в отличии от первой версии схема без ШИМ управления, тут задействован регулируемый стабилитрон TL, его легко можно найти в компьютерном блоке питания да и вообще в любых импульсных блоках питания он имеется , который управляет мощным полевым транзистором. Схема состоит из минимального количества компонентов и работает без какой-либо настройки. Основной недостаток этой схемы заключается в том, что полевой транзистор в ходе работы может перегреваться, в отличии от схемы с ШИМ управлением, если же перегрев довольно сильный, значит есть проблема связанная с управлением транзистора, то есть — последний не полностью открывается или закрывается.

Основной функцией регулятора тока является регулировка мощности нагрузки , при подключении к постоянному току напряжением от 10 до 75V и потреблении максимального тока не более А. Объектом подключения регулятора тока может быть прожектор, подключенный от автомобильной бортовой сети, электродвигатель постоянного тока или прочие.

На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

Возможно, что-то станет основой для будущих проектов моих студентов. Регулятор напряжения на биполярном транзисторе: или. На вход регулятора подано напряжение:. Напряжение на выходе R в нижнем положении :. Угол поворота есть, но на выходе 0 В:. Угол поворота движка резистора несколько увеличился, увеличилось напряжение на затворе, начинается рост Uвых:.

:: МОЩНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ ::. Схема стабилизатор тока на полевом транзисторе

Большинство образцов современного бытового оборудования рассчитано на качественное питание от источников с нормированными показателями действующего в сети напряжения. Однако в реальности это случается крайне редко, так что чаще всего потребителю приходится довольствоваться низким качеством питания или принимать специальные меры по его стабилизации. Один из возможных выходов из создавшегося положения — использование схемы стабилизатора напряжения на полевом транзисторе. Благодаря применению этого полупроводникового элемента удаётся обеспечить стабилизирующие функции источника питания, а также уберечь от повреждений подключённые к нему бытовые приборы. Принцип работы такого устройства основывается на следующих фундаментальных положениях:. Дополнительная информация.

Величина тока зависит от мощности трансформатора и Там же приводится пример мультивибратора на ПОЛЕВЫХ транзисторах.

Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе — схемотехника

Используя в схеме стабилизатора мощный полевой транзистор, можно собрать простой стабилизатор, тем не менее имеющий очень хорошие параметры. Он имеет в открытом состоянии сопротивление канала всего 0,02 Ома, а так-же обеспечивает ток до 30 А. Мощность, рассеиваемая транзистором, может превышать Вт. Принципиальная схема одного из вариантов такого стабилизатора приведена на рисунке, клик — для увеличения.

Как сделать простой регулятор напряжения своими руками

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Регулятор напряжения на транзисторе

Бывают случаи, когда необходимо пропускать стабильный ток через светодиоды, ограничить ток зарядки аккумуляторов или испытать источник питания, а реостата под рукой нет. В этом, и не только, случае помогут специальные схемотехнические решения ограничивающие, регулирующие и стабилизирующие ток. Далее подробно рассмотрены схемы стабилизаторов и регуляторов тока. Источники тока, в отличие от источников напряжения, стабилизируют выходной ток, изменяя выходное напряжение так, чтобы ток через нагрузку всегда оставался одинаковым. Таким образом, источник тока отличается от источника напряжения, как вода отличается от суши. Типичное применение источников тока — питание светодиодов, зарядка аккумуляторов и т.

Регулятор мощности на полевых транзисторах.

Стабилизатор напряжения на мощном полевом транзисторе 13В (IRLR2905)

Кроме транзисторов и сборок Дарлингтона есть еще один хороший способ рулить мощной постоянной нагрузкой — полевые МОП транзисторы. Полевой транзистор работает подобно обычному транзистору — слабым сигналом на затворе управляем мощным потоком через канал. Но, в отличии от биполярных транзисторов, тут управление идет не током, а напряжением. Если на пальцах, то в нем есть полупроводниковый канал который служит как бы одной обкладкой конденсатора и вторая обкладка — металлический электрод, расположенный через тонкий слой оксида кремния, который является диэлектриком. Когда на затвор подают напряжение, то этот конденсатор заряжается, а электрическое поле затвора подтягивает к каналу заряды, в результате чего в канале возникают подвижные заряды, способные образовать электрический ток и сопротивление сток — исток резко падает.

Шим регулятор на 555

Схема, представленная на рис. У нормально открытого полевого транзистора ток стока течет даже тогда, когда вспомогательное напряжение равно нулю. Этот режим работы транзистора представляет особый интерес, так как схема стабилизатора тока может быть выполнена в виде двухполюсника, как показано на рис.


Прецизионный регулятор тока на полевом транзисторе Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ПРЕЦИЗИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР ТОКА НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Рахматов Ахмад Зайнидинович, д-р техн. наук, директор по производству АО «FOTON». Ташкент, Узбекистан. E-mail: [email protected]

Гиясова Феруза Абдиазизовна, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник лаборатории «Приборостроение в области электроники, оптоэлектроники и фотоники», ФТИ НПО «Физика-Солнце» АН РУз. Ташкент, Узбекистан. E-mail: [email protected]

Кулиев Шукурулло Мастафаевич, младший научный сотрудник лаборатории «Приборостроение в области электроники, оптоэлектроники и фотоники», ФТИ НПО «Физика-Солнце» АН РУз. Ташкент, Узбекистан. E-mail: [email protected]

Закиров Руслан Гильмуллаевич, инженер АиРЭО, авиапредприятие «Uzbekistan Airways Technics». Ташкент, Узбекистан. E-mail: [email protected]

Аннотация. Приведены результаты исследования на основе микросхемы — каскада с динамической нагрузкой на полевом транзисторе, который можно использовать в качестве прецизионного регулятора тока для снятия вольтамперных характеристик выпрямительно-ограничительных диодов и полупроводниковых приборов с резко нарастающим током.

Ключевые слова: ограничитель тока, полевой транзистор, затвор, сток, исток, стабилизатор тока, сопротивление, регулятор тока, динамическая нагрузка, характеристика, микросхема.

В настоящее время для надежной работы элементов ин-фокоммуникационной системы, мобильной связи и компьютерной технологии требуются стабилизированные источники питания.

В случае, когда имеющийся источник тока дает превышенные значения рабочего тока, то срок службы, потребителя тока может существенно сократиться и выйти из строя преждевременно. Также в случае меньших значений тока пульт управления окажется в неоптимальном режиме. Кроме того, излучатели одного типономинала имеют определенный разброс значений рабочего тока [1], что требует корректировки рабочих токов их источников питания.

В известных ограничителях тока, созданных соединением двух каналов полевого транзистора последовательно с общим затвором, а также с помощью диодного ограничителя, в которых задаются фиксированные значения рабочего тока проблематичным является их использование для проведения исследований параметров и питания полупроводниковых светодиодов и лазеров с различными рабочими токами.

Следует отметить, что известные ограничители тока, созданные соединением двух каналов полевого транзистора последовательно с общим затвором, а также с помощью диодного ограничителя с фиксированными рабочими токами [2]

практически непригодны для определения параметров и питания полупроводниковых приборов (светодиодов и лазеров) с различными рабочими токами.

Решение этих проблем, то есть для питания мобильных устройств и излучателей с различным рабочим током, а также при измерении параметров приборов с резко нарастающим током для получения в одном порядке нескольких точек необходим прецизионный регулятор тока.

В настоящей работе рассматриваются вопросы создания прецизионного регулятора тока на основе полевого транзистора в режиме автоматического смещения и каскада с динамической нагрузкой.

Стабилизатор тока в режиме автоматического смещения с высоким выходным сопротивлением

Как было экспериментально показано возможность получения высокого динамического сопротивления в режиме автоматического смещения [3] в отличие от режима включения с общим истоком. Это свойство нами реализовано в кремниевых полевых транзисторах с квадратичной зависимостью передаточной характеристики (рис. 1).

пт

ПгЬ

а

= ов

У. = -0,2 в

и* = -0,4 В

и* = -0,6 В

У™ = -0,8 В

«ш = -1,0 В

Um = -1,4 В

иж = -2,0 В

= -2,4 В

ю и„, в

о Язи = О

о Язи = 100 Ом Язи = 200 Ом Язи = 400 Ом

Язи = 700 Ом Я311 = 1000 Ом Язи = 2000 Ом Язи = 4000 Ом

10 U™, В

в

Рис. 1. Стоковая вольтамперная характеристика кремниевого полевого транзистора КП103:

а — электронная схема регулятора тока на полевом транзисторе [3]; б — от запирающего напряжения; в — от сопротивления затвор-исток

Рахматов А.З., Гиясова Ф.А., Кулиев Ш.М., Закиров Р.Г.

Необходимый рабочий ток, согласованный с нагрузкой, подбирается с помощью потенциометра (подстроечного резистора), подключенного к истоку и минусу блока питания. Регулятор тока может быть изготовлен на основе полевого транзистора не только с каналом л-типа, но и с каналом р-типа проводимости.

Для создания рабочего режима на полевой транзистор (рис. 1а), от батареи 2 подается постоянное напряжение, например, 4,5 вольта. При этом в цепи нагрузки и канала полевого транзистора при максимальном значении сопротивления потенциометра потечет минимальный ток. Его значение регулируется переменным потенциометром. В нем стабильность тока задается выходным динамическим сопротивлением на участке насыщения тока стока.

Высокое выходное динамическое сопротивление полевого транзистора, охватывающее от напряжения насыщения до пробойного участка, позволяет сохранить заданные токи стока от напряжения затвора и внешнего сопротивления, соединяющего вывод истока к выводу затвора, при снижении напряжения питания до уровня напряжения насыщения (рис. 16).

Увеличение величины сопротивления от нуля до 4000 Ом приводит к уменьшению тока стока. Максимальная величина тока равна максимальному току насыщения полевого транзистора при нулевом смещении, стоковая вольтам-перная характеристика которого приведена на рис. 16. На рис. 1е приведена зависимость тока сток-затвор при различных значениях управляющего сопротивления. Видно, что при нулевом значении сопротивления ток стабилизации равен максимальному току полевого транзистора. По мере увеличения величины сопротивления ток стабилизации уменьшается. Например, при сопротивлении равном 200 Ом получаем ток (3,3 мА) создаваемый запирающим напряжением -0 8 В или для сопротивления 400 Ом имеем ток соответствующий -1,0 В.

Здесь наблюдаемую зависимость тока от сопротивления можно объяснить тем, что управляющее сопротивление совместно с каналом полевого транзистора как бы создает делитель напряжения, который запирает канал (рис. 2). В результате на сопротивлении пропорционально его величине будет падать напряжение, и ток стока становится прецизи-онно управляемым от величины сопротивления, задающим соответствующие значения напряжения (рис. 2а).

Известно, что в области насыщения тока стока зависимость тока стока от напряжения затвора определяется выражением [4]:

I = I

си си тах

1 — Ци

иг,г

1000 2000 3000 4000 5000 /?и, Ом б

Рис. (1 — .

(8)

Отметим, что в полевых транзисторах с управляющим р-л-переходом в зависимости от технологии получения полевого транзистора значение может принимать от 1,5 до 2,2 [4]. Оценка показателя степени из зависимости

1П1 от 1п I Я

(9)

дает значение 1,78 и 1,84, что близко к квадратичной зависимости. Соответственно, на основании полученной

т

тах

т

си

тах

си тах

зависимости для задаваемого значения тока стабилизации можно определить значение требуемого сопротивления. Расчетные данные, проведенные в предположении квадратичной зависимости тока от напряжения, как видно из рис. 26, находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными зависимости сопротивления истока от тока стабилизации.

Таким образом, результаты исследования полевого транзистора в режиме смещения переменным сопротивлением позволяют расширить диапазон стабильных рабочих токов. Такие источники тока представляют интерес для использования в цепи питания интегральных схем и полупроводниковых светодиодов (лазеров).

Регулятор тока с расширенными функциональными возможностями на основе каскада с динамической нагрузкой на полевом транзисторе

Для повышения стабильности и точности регулирования значения тока предлагается использовать универсальную микросхему на основе каскада с динамической нагрузкой на полевом транзисторе или двухтранзисторные ячейки [5].

Использование микросхемы с динамической нагрузкой в качестве регулятора тока расширяет его функциональные возможности. В частности, в отличие от известного каскада [6] в микросхеме вывод затвора дополнительного транзистора разъединяется от вывода истока, а вывод затвора основного транзистора соединяется к истоку дополнительного транзистора. В результате при изменении тока стока одновременно будут модулироваться оба канала, способствуя выполнению функции регулятора тока.

Схема регулятора тока на основе каскада с динамической нагрузкой приведена на (рис. 3). Микросхема в качестве регулятора тока подключается выводом стока основного транзистора к объекту, на который подается заданной величины ток, фиксируемый цифровым амперметром и падающее на нем напряжение, измеряется ламповым вольтметром.

Рис. 3. Схема регулятора тока на основе микросхемы каскада с динамической нагрузкой

Регулировка тока осуществляется с помощью последовательно соединенных переменных потенциометров и Я2, которые соединены к источнику питания. Микросхема позволяет управлять током через структуру с шагом не менее десяти точек на каждом порядке (мкА с шагом 1-10, 10-100 и мА с шагом 1-10), что обеспечивает высокую точность измерения вольтамперных характеристик стабилитронов, лавинных диодов, тиристоров и диодов с резким подъемом тока или S-образной вольтамперной характеристикой, (рис. 4), где приведена снятая с помощью каскада с динами-чекской нагрузкой вольтамперная характеристика кремневой р+-лл+-структуры с различным напряжением пробоя.

Рис. 4. Пробойные характеристики кремниевой выпрямительно-ограничительной р+-пп+-структуры

Заключение

Таким образом, прецизионный регулятор тока на полевом транзисторе, а также на основе предлагаемой микросхемы — каскада с динамической нагрузкой на полевом транзисторе можно использовать в качестве прецизионного регулятора тока для снятия вольтамперных характеристик выпрямительно-ограничительных диодов и полупроводниковых приборов с резко нарастающим током, а использование данного подхода получения каскада с динамической нагрузкой позволяет расширить функциональные возможности схемы с динамической нагрузкой и обогащает основу технологии и конструирования микросхем.

Литература

1. Сокольников А.В., Игошев С.О., Траксова В.В. Определение температуры перехода в гетероструктуре сверхяркого светодиода // Электроника и информационные технологии, 2010. № 2. С. 1-4.

2. Источники тока на ПТ с р-п-переходом. http://www.skilldiagram. com/gl3-6a.html

3. Едгорова Д.М. Механизм насыщения тока стока полевого транзистора // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. Одесса, 2006. № 5 (65). С. 58-61.

4. Милехин А.Г. Радиотехнические схемы на полевых транзисторах. М.: Энергия, 1976. С. 29-31.

5. Патент на изобретение № IAP 05540 «Универсальная микросхема» / Лутпуллаев С.Л., Сайдумаров М.А., Каримов А.В., Рахма-тов А.З., Едгорова Д.М., Абдулхаев О.А., Кулиев Ш.М. Бюл. № 2 от 28.02.2018 г.

6. Патент России. № 2024111. 30.11.1994. Истоковый повторитель. Мац Илья Леонтьевич.

Rahmatov Ah.Z., Giyasova F.A., Kuliev Sh.M., Zakirov R.G.

PRECISION REGULATOR OF CURRENT BASED ON THE FIELD TRANSISTOR

Rahmatov Ahmad Z., doctor of technical sciences, production director of JSC «FOTON». Tashkent, Uzbekistan. E-mail: [email protected]

Giyasova Feruza A., physics-mathematics science PhD, senior scientist of laboratory «Instrumentation Engineering in the field of Electronics, Optoelectronics and Photonics» Physical-Technical Institute of Uzbekistan Academy of sciences. Tashkent, Uzbekistan. E -mail: [email protected]

Kuliev Shukurullo M., junior researcher of the laboratory «Instrument-making in the field of electronics, optoelectronics and photonics» of Physical-Technical Institute, Uzbekistan Academy of sciences. Tashkent, Uzbekistan. E-mail: kuliyev. [email protected]

Zakirov Ruslan G., engineer-avionic of «Uzbekistan Airways technics» aircraft maintenance center. Tashkent, Uzbekistan. E-mail: [email protected]

Abstract. The results of research based on a cascade type microcircuit with a dynamic load on a field-effect transistor (FET), which can be used as a precision current regulator for removing the current-voltage characteristics of rectifier-limiting diodes and semiconductor devices with a sharply increasing current are presented.

Keywords: current limiter, field effect transistor, gate, drain, source, current stabilizer, resistance, current regulator, dynamic load, characteristic, microcircuit.

Currently, reliable operation of the elements of the digital communication system, mobile communications and computer technology requires stabilized power supplies.

In the case where the current source provides higher operating current values, the service life of the current consumer can be substantially reduced and it is premature to fail. Also, in the case of lower values of current, the control panel will be in a non-optimal mode. In addition, the emitters of the same type have a certain variation in the values of the operating current [1], which requires adjusting the operating currents of their power supplies.

In known current limiters created by connecting two channels of a FET in series with a common gate, and also using a diode limiter, in which fixed values of the operating current are set, it is problematic to use them to conduct research on the parameters and power of semiconductor light-emitting diodes and lasers with different operating currents.

It should be noted that the known current limiters created by connecting two channels of the FET in series with the common gate, and also using a diode limiter with fixed working currents [2] are practically unsuitable for determining the parameters and power of semiconductor devices (LEDs and lasers) with different operating currents.

The solution of these problems, that is, for supplying mobile devices and emitters with different operating currents, as well as for measuring the parameters of devices with a sharply increasing current, in order to obtain several points in the same order, requires a precision current controller.

In this paper, we consider the creation of a precision current controller based on a field-effect transistor in the automatic displacement mode and a cascade with dynamic load.

Current stabilizer in the mode

of automatic bias with high output resistance

As was shown experimentally, the possibility of obtaining a high dynamic resistance in the mode of automatic bias in an arsenide-gallium field-effect transistor, unlike the mode of inclusion with a common source [3]. We realized this property in silicon field-effect transistors with a quadratic dependence of the transfer characteristic (Fig. 1).

The required operating current, matched to the load, is selected using a potentiometer (trimmer resistor) connected to the source and minus the power supply. The current regulator can be manufactured on the basis of a field effect transistor not only with an n-type channel, but also with a p-type conduction channel.

FED

f drain

be

gate

0 fi

-o -0,2

-0,4 5

-0,6 < E 4

-> -0,8

-< -1,0 f> i

->-1,4 E 2

1

■c-2,0

t-2,4 0

^source-drain’ ^

Fig. 1. The current-voltage characteristic of silicon field effect transistor KP103:

a — electronic current controller circuit on the field effect transistor [3]; b — from the closing voltage; c — from gate-source resistance

To create the operating mode for a field effect transistor (Fig. 1a), a constant voltage is applied from battery 2, for example, 4.5 volts. In this case, the minimal current flows in the load circuit and the channel of the FET at the maximum value of the potentiometer resistance. Its value is controlled by an alternating potentiometer. In it, the stability of the current is set by the output dynamic resistance in the saturation section of drainage current.

The high output impedance of the FET, spanning from the saturation voltage to the breakdown portion, allows the specified drain currents to be maintained from the gate voltage and external resistance connecting the source terminal to the gate terminal, with the supply voltage dropping to the saturation voltage (Fig. 1b)

Increasing the resistance value from zero to 4000 Q results in a decrease in the drain current. The maximum value of the current is equal to the maximum saturation current of the field-effect transistor at zero bias, the current-voltage characteristic of which is shown in Fig. 1b. Fig. 1c shows the dependence of the drain-gate current for different values of the control resistance. It is seen that at zero resistance value the stabilizing current is equal to the maximum current of the field-effect transistor. As the resistance value increases, the stabilizing current decreases. For example, at a resistance of 200 Q, we obtain a current (3.3 mA) produced by a closing voltage of -0.8 V or for a resistance of 400 Q, we have a current corresponding to -1.0 V.

Here the observed dependence of the current on the resistance can be explained by the fact that the control resistance together with the channel of the field-effect transistor creates a voltage divider that locks the channel (Fig. 2). As a result, the voltage will be proportional to its magnitude, and the drain current becomes precisely controlled from the resistance value, which gives the corresponding values of the voltage, (Fig. 2a).

It is known that in the saturation region of the drain current the dependence of the drain current on the gate voltage is determined [4] by the

I = I I 1__

ds gd max

that is, a power law. Respectively

1 — Us

From where

.= 1 — Ul

Regarding the gate voltage, we have

U„,

— = 1 —

uotc V’dsmax

L.

(1)

(2)

(3)

(4)

Since the current flowing through the channel also flows through the resistance

U = U L R ,

gs R.. ds m’

(5)

Rh ds h’

then expressing it through the current and the resistance we get

‘dSR M

— = 1 —

ds

(6)

rain-gate ® ^

0,8 V = 1,0V

Experiment Calculation

Fig. 2. Dependence of drain current and stabilization from displacement conditions:

a — from voltage and resistance value; b — from control resistance value

From where it is possible to determine the dependence of the stabilization current on the gate-source resistance

Or in relative units

U,

‘ds maxuotc

( — ihs).

(7)

(8)

Note that in field effect transistors with control p-n-junction, depending on the technology of obtaining the field-effect transistor, the value can take from 1.5 to 2.2 [4]. Evaluation of the exponent of dependence

In1 from In I R

(9)

gives a value of 1.78 and 1.84, which is close to the quadratic dependence. Accordingly, based on the obtained dependence for the set value of the stabilization current, it is possible to determine the value of the required resistance. The calculated data based on the assumption of a quadratic dependence of the current on the voltage, as seen in Fig. 2b, are in good agreement with the experimental data on the dependence of the source resistance on the stabilization current.

Thus, the results of the field-effect transistor investigation in the mode of displacement with variable resistance allow us to extend the range of stable operating currents. Such current

m

R

M

ds

dsmax

R

m

I

M

ds

ds

gs max

dsmax

U

dsmax

sources are of interest for use in the supply circuit of integrated circuits and semiconductor light-emitting diodes (lasers).

Current controller with extended functionality based on the cascade with dynamic load on the field effect transistor

To increase the stability and accuracy of current regulation, it is proposed to use a universal IC based on a cascade with dynamic load on a field-effect transistor or two-transistor cells [5].

Using a chip with dynamic load as a current regulator extends its functionality. In particular, unlike the known cascade [6] in the microcircuit, the output of the gate of the additional transistor is disconnected from the source terminal, and the gate terminal of the main transistor is connected to the source of the additional transistor. As a result, when the drain current varies, both channels will simultaneously be modulated, facilitating the current regulator

The current regulator circuit based on the cascade with dynamic load is shown in Fig. 3. The microcircuit as a current regulator is connected by the drain terminal of the main transistor to the object to which the current supplied by the digital ammeter and the voltage that is incident on it is supplied with a predetermined value, measured by a tube voltmeter.

Fig. 3. Current regulator circuit based on a cascade type chip with dynamic load

The current is controlled by the series-connected variable potentiometers R and R2, which are connected to the power supply. The chip allows you to control the current through the structure in steps of at least ten points in each order

Rahmatov Ah.Z., Giyasova F.A., Kuliev Sh.M., Zakirov R.G.

(|A in steps of 1-10, 10-100 and mA in steps of 1-10), which provides high accuracy of measuring the volt-ampere characteristics of zener diodes, avalanche diodes, thyristors and diodes with a sharp current rise or an S-shaped current-voltage characteristic (Fig. 4), where the volt-ampere characteristic of a silicon p+-nn+-structure taken with the aid of a dynamical load cascade with different breakdown voltages

Fig. 4. Breakdown characteristics of silicon rectification-bounding p+-nn+-structure

Conclusion

Thus, the precision current controller in the field-effect transistor, and also on the basis of the proposed microcircuit-a cascade with dynamic load on a field-effect transistor-can be used as a precision current regulator to remove the current-voltage characteristics of rectifier-limiting diodes and semiconductor devices with a sharply increasing current, and the use of this approach to obtaining a cascade with dynamic load allows you to extend the functionality of the circuit with dynamic load and enriches the basis of technology and design of microcircuits.

References

1. Sokolnikov A.V., Igoshev S.O., Traksova V.V. Determination of the transition temperature in the super-bright LED heterostructure // Electronics and Information Technology, 2010. № 2. Pp. 1-4.

2. Sources of current on the FET with p-n-junction. http://www.skilldi-agram.com/gl3-6a.html

3. Yodgorova, D.M. Mechanism of saturation of the drain current of a field-effect transistor // Technology and design in electronic equipment. Odessa, 2006. №5 (65). Pp. 58-61.

4. Milekhin A.G. Radio engineering circuits on field-effect transistors. M.: Energy, 1976. Pp. 29-31.

5. Patent for invention No. IAP 05540 «Universal microcircuit» / Lutpul-laev S.L., Saydumarov M.A., Karimov A.V., Rakhmatov A.Z., Yodgorova D.M., Abdulkhaev O.A., Kuliev Sh.M. Bul. No. 2 of 28.02.2018.

6. The patent of Russia No. 2024111. 30.11.1994. Source Repeater. Matz Ilya Leontievich.

Регулятор напряжения на полевом схема. Стабилизатор напряжения на полевом транзисторе — схемотехника. Мощный стабилизатор на полевике

Несложная схема для регулирования, а также стабилизации напряжения представлена на картинке выше, её сможет собрать даже новичок в электронике. К примеру, на вход подано 50 вольт, а на выходе получаем 15,7 вольт или другое значение до 27V.

Основной радиодеталью данного устройства является полевой (MOSFET) транзистор, в качестве которого можно использовать IRLZ24/32/44 и другие подобные. Наиболее часто они производятся компаниями IRF и Vishay в корпусах TO-220 и D2Pak. Стоит около 0.58$ грн в розницу, на ebay 10psc можно приобрести за 3$ (0,3 доллара за штуку). Такой мощный транзистор имеет три вывода: сток (drain), исток (source) и затвор (gate), он имеет такую структуру: металл-диэлектрик(диоксид кремния SiO2)-полупроводник. Микросхема-стабилизатор TL431 в корпусе TO-92 обеспечивает возможность настраивать значение выходного электрического напряжения. Сам транзистор я оставил на радиаторе и припаял его к плате с помощью проводков.

Входное напряжение для этой схемы может быть от 6 и до 50 вольт. На выходе же получаем 3-27V с возможностью регулирования подстрочным резистором 33k. Выходной ток довольно большой, до 10 Ампер, в зависимости от радиатора.

Сглаживающие конденсаторы C1,C2 могут иметь ёмкость 10-22 мкФ, C3 4,7 мкФ. Без них схема и так будет работать, но не так хорошо, как нужно. Не забываем про вольтаж электролитических конденсаторов на входе и выходе, мною были взяты все рассчитаны на 50 Вольт.

Мощность, которую сможет рассеять такой не может быть более 50 Ватт. Полевой транзистор обязательно устанавливается на радиатор, рекомендуемая площадь поверхности которого не менее 200 квадратных сантиметров (0,02 м2). Не забываем про термопасту или подложку-резинку, чтобы тепло лучше отдавалось.

Возможно использование подстрочного резистора 33k типа WH06-1, WH06-2 они имеют достаточно точную регулировку сопротивления, вот так они выглядят, импортный и советский.

Для удобства на плату лучше припаять две колодки, а не провода, которые легко отрываются.

Обсудить статью СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ

И. НЕЧАЕВ, г. Курск

Этот регулятор позволяет управлять количеством тепла, выделяемого электронагревательным прибором. Принцип его работы основан на изменении числа периодов сетевого напряжения, поступающих на нагреватель, причем включение и отключение происходят в моменты, близкие к переходу мгновенного значения сетевого напряжения через ноль. Поэтому регулятор практически не создает коммутационных помех. К сожалению, он не годится для регулировки яркости ламп накаливания, которые будут заметно мигать.

Схема прибора показана на рис. 1.


В качестве коммутирующих элементов в нем применены полевые транзисторы IRF840 с допустимым напряжением сток-исток 500 В, током стока 8 А при температуре корпуса 25 °С и 5 А при температуре 100 °С, импульсным током 32 А, сопротивлением открытого канала 0,85 Ом и рассеиваемой мощностью 125 Вт. Каждый транзистор содержит внутренний защитный диод, включенный параллельно каналу в обратной полярности (катодом к стоку). Это позволяет, соединив два транзистора встречно-последовательно, коммутировать переменное напряжение.

На элементах DD1.1, DD1.2 собран генератор импульсов регулируемой скважности, следующих с частотой приблизительно 1 Гц. На DD1.3, DD1.4 — компаратор напряжения. DD2.1 — D-триггер, a DD1.5, DD1.6 — буферные каскады. Гасящий резистор R2, диоды VD3 и VD4, стабилитрон VD6, конденсатор С2 образуют параметрический стабилизатор напряжения. Диоды VD5, VD7 гасят выбросы напряжения на затворах транзисторов VT1, VT2.

Временные диаграммы сигналов в различных точках регулятора показаны на рис. 2.

Положительная полуволна сетевого напряжения, пройдя через диоды VD3, VD4 и резистор R2, заряжает конденсатор С2 до напряжения стабилизации стабилитрона VD6. Напряжение на аноде диода VD4 представляет собой синусоиду, ограниченную снизу нулевым значением, а сверху — напряжением стабилизации стабилитрона VD6 плюс прямое падение напряжения на самом диоде. Компаратор на элементах DD1.3, DD1.4 делает перепады напряжения более крутыми. Сформированные им импульсы поступают на вход синхронизации (выв. 11) триггера DD2.1, а на его вход D (выв. 9) — импульсы частотой приблизительно 1 Гц с выхода генератора на элементах DD1.1, DD1.2.

Выходные импульсы триггера поданы через соединенные параллельно (для уменьшения выходного сопротивления) элементы DD1.5 и DD1.6 на затворы транзисторов VT1 и VT2. Они отличаются от импульсов генератора «привязкой» перепадов по времени к пересечениям сетевым напряжением уровня, близкого к нулевому, в направлении от плюса к минусу. Поэтому открывание и закрывание транзисторов происходят только в моменты таких пересечений (что и гарантирует низкий уровень помех) и всегда на целое число периодов сетевого напряжения. С изменением переменным резистором R1 скважности импульсов генератора изменяется и отношение длительности включенного и выключенного состояния нагревателя, а следовательно, и среднее количество выделяемого им тепла.

Полевые транзисторы можно заменить другими, подходящими по допустимым напряжению и току, но обязательно с защитными диодами. Микросхемы серии К561 при необходимости заменяют функциональными аналогами серии 564 или импортными. Стабилитрон Д814Д — любым средней мощности с напряжением стабилизации 10…15 В.

Большинство деталей прибора размещено на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, показанной на рис. 3.

При мощности нагревателя более 500 Вт транзисторы VT1 и VT2 необходимо снабдить теплоотводами.

Плату устанавливают в корпус из изоляционного материала, на стенке которого монтируют розетку XS1 и переменный резистор R1. На ось резистора обязательно насаживают ручку из изоляционного материала.

При налаживании регулятора проверяют напряжение на конденсаторе С2 во всем интервале регулировки мощности. Если оно заметно меняется, номинал резистора R2 придется уменьшить.
Радио №4 2005 год.

Симисторный регулятор мощности.

А.СТАСЬ

Дроссель L1 — любой помехоподавляющий, применяемый в подобного рода устройствах, соответствующий нагрузке. Можно, в принципе, обойтись и без него, особенно если нагрузка носит индуктивный характер. Конденсаторы CI, С2 — на напряжение не ниже 250 В. Диоды VD1…VD4 — любые кремниевые на обратное напряжение не менее 300 В.


Транзисторы VT1, VT2 — тоже, в принципе, любые кремниевые с соответствующим типом проводимости.

Данная схема работает с любыми типами симисторов на соответствующее напряжение. Самый мощный, что удалось испытать, был ТС142-80-10.

Радиолюбитель 8/97

Ступенчатый регулятор мощности.

К. МОВСУМ-ЗАДЕ, г. Тюмень

Предлагаемое устройство отличается доступными деталями при небольшом их числе и некритичности номиналов. Регулирование ступенчатое: 2/2, 2/3, 2/4, 3/7, 3/8, 3/9 и 3/10 полной мощности нагрузки.

Схема регулятора изображена на рис. 1.


Он состоит из узла питания (диоды VD2, VD6, стабилитрон VD1, резистор R3, конденсатор С1), узла управления (резисторы R1, R2, R4, R5, переключатель SA1, десятичный счетчик DD1, диоды VD3-VD5) и силового узла на полевом транзисторе VT1 и диодном мосте VD7-VD10, в него же входит резистор R6.

Предположим, переключатель SA1 установлен в положение 2/3. Во время первого положительного полупериода сетевого напряжения диоды VD2 и VD6 открыты. Ток, протекающий через стабилитрон VD1, формирует на нем импульс амплитудой 15 В с крутыми фронтом и спадом. Этот импульс через диод VD2 заряжает конденсатор С1, а через резистор R1 поступает на вход CN счетчика DD1. По фронту этого импульса на выходе 1 счетчика будет установлен высокий уровень, который через диод VD4 и резистор R4 поступит на затвор полевого транзистора VT1 и откроет его. В результате через нагрузку протекает положительная полуволна тока.

Во время отрицательного полупериода диоды VD2 и VD6 закрыты, но напряжение заряженного конденсатора С1 (далее его подзаряжает каждый положительный полупериод) продолжает питать счетчик DD1, состояние которого не изменяется. Транзистор VT1 остается открытым, и ток через нагрузку продолжает течь.

С началом следующего положительного полупериода уровень на выходе 1 счетчика станет низким, а на выходе 2 — высоким. Транзистор VT2, напряжение затвор-исток которого стало нулевым, будет закрыт, а нагрузка отключена от сети на весь период.

В третьем положительном полупериоде высокий уровень, установленный на выходе 3, поступит через переключатель SA1 на вход R счетчика, который немедленно перейдет в исходное состояние с высоким уровнем на выходе 0 и низким на всех остальных выходах. Напряжение, поступившее через диод VD3 и резистор R4 на затвор транзистора VT1, откроет его. По окончании этого периода цикл повторится. В других положениях переключателя SA1 прибор работает аналогично, изменяется лишь число периодов, в течение которых нагрузка подключена к сети и отключена от нее.

Регулятор почти не создает радиопомех, так как переключение счетчика, а с ним открывание и закрывание транзистора VT1 происходят в моменты, когда мгновенное значение сетевого напряжения очень близко к нулевому — оно не превышает напряжения стабилизации стабилитрона VD1. Резистор R6 подавляет выбросы напряжения, возникающие при коммутации индуктивной нагрузки, что уменьшает вероятность пробоя транзистора VT1.

Регулятор собран на печатной плате из односторонне фольгированного текстолита (рис. 2).

Она рассчитана на резисторы МЛТ и им подобные указанной на схеме мощности, причем номиналы резисторов могут в несколько раз отличаться от указанных. Конденсатор С1 — К50-35 или другой оксидный. Стабилитрон КС515Г можно заменить КС515Ж или КС508Б, диоды КД257Б — импортными 1N5404, а транзистор КП740 — IRF740.

Переключатель SA1 — галетный П2Г-3 11П1Н, из одиннадцати положений которого использовано только семь. Выводы переключателя соединяют гибкими проводами с не имеющими обозначений контактными площадками, расположенными на печатной плате вокруг микросхемы DD1.

Собранный прибор желательно проверить, подключив к сети через разделительный трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 20…30 В и заменив реальную нагрузку резистором 1,5…3 кОм. Только убедившись в правильной работе, подключайте его к сети напрямую. После этого прикасаться к каким-либо элементам устройства (кроме изолированной ручки переключателя) опасно — они находятся под сетевым напряжением.

Регулятор проверен с нагрузкой мощностью до 600 Вт. Полевой транзистор VT1 благодаря малому сопротивлению открытого канала нагревается очень незначительно, тем не менее желательно снабдить его небольшим теплоотводом.

В данной статье приводится описание двух принципиальных схем регулятора основанных на постоянного тока, которые реализованы на базе операционного усилителя К140УД6.

ШИМ регулятор напряжения 12 вольт — описание

Особенностью данных схем является возможность применить фактически любые имеющиеся в наличии операционные усилители, с напряжение питания на уровне 12 вольт, например, или .

Изменяя величину напряжения на неинвертирующем входе операционного усилителя (вывод 3) можно изменять величину выходного напряжения. Таким образом, эти схемы можно использовать как регулятор тока и напряжения, в диммерах, а также в качестве регулятора оборотов двигателя постоянного тока.

Схемы достаточно просты, состоят из простых и доступных радиокомпонентов и при верном монтаже сразу начинают работать. В качестве управляющего ключа применен мощный полевой n- канальный транзистор. Мощность полевого транзистора, а так же площадь радиатора, необходимо подобрать согласно току потребления нагрузки.

Для предупреждения пробоя затвора полевого транзистора, в случае использовании ШИМ регулятора с напряжением питания 24 вольта, необходимо между затвором VT2 и коллектором транзистора VT1 подключить сопротивление величиной в 1 кОм, а параллельно сопротивлению R7 подключить стабилитрон на 15 вольт.

В случае если необходимо изменять напряжение на нагрузке, один из контактов которой подсоединен к «массе» (такое встречается в автомобиле), то применяется схема, в которой к плюсу источника питания подсоединяется сток n -канального полевого транзистора, а нагрузка подключается к его истоку.

Желательно для создания условий, при котором открытие полевого транзистора будет происходить в полной мере, цепь управления затвором должна содержать узел с повышенным напряжением порядка 27…30 вольт. В этом случае напряжение между истоком и затвором будет более 15 В.

Если ток потребления нагрузкой менее 10 ампер, то возможно применить в ШИМ регуляторе мощные полевые p- канальные транзисторы.

Во второй схеме ШИМ регулятор напряжения 12 вольт меняется и вид транзистора VT1, а также меняется направление вращения переменного резистора R1. Так у первого варианта схемы, уменьшение напряжения управления (ручка перемещается к «-» источника питания) вызывает увеличение напряжения на выходе. У второго варианта все на оборот.

Регуляторы мощности переменного тока с фазоимпульсным управлением получили широкое распространение как в устройствах промышленной автоматики, так и в радиолюбительских конструкциях. Регулирующим элементом таких устройств является триодный тиристор, момент (угол) открывания которого регулируется подачей импульса или уровня напряжения на управляющий электрод,

а закрывание происходит в момент уменьшения тока, протекающего через тиристор, до нуля (при активной нагрузке — в момент перехода сетевого напряжения через ноль). Такое управление называется неполным, поскольку можно регулировать только угол открывания тиристора, а момент закрывания не регулируется. Разработанные в последние годы мощные полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET ) позволяют построить несложный ключ для коммутации переменного тока с полным управлением, т.е. открыванием и закрыванием ключа.

Схема регулятора мощности представлена на рис.1. Силовой ключ выполнен на транзисторах VT1, VT2, включенных встречно-последовательно. Наличие в каждом транзисторе внутреннего защитного диода, включенного параллельно каналу в обратной полярности (анодом к истоку, катодом к стоку), позволяет обеспечивать протекание тока в нагрузке при положительных и отрицательных полупериодах сетевого напряжения.

На трех логических элементах микросхемы DD1 выполнен генератор импульсов с регулируемой скважностью. Частота импульсов — около 2 кГц (значительно выше частоты сетевого напряжения). При наличии высокого уровня на выходе инвертора DD1.3 транзисторный ключ открыт, и ток протекает через нагрузку. При этом в положительный полупериод ток протекает через открытый канал транзистора VT1 и защитный диод транзистора VT2, а в отрицательный полупериод — наоборот, через защитный диод транзистора VT1 и открытый канал транзистора VT2. Если же на выходе DD1.3 — низкий уровень, то оба транзистора закрыты, и нагрузка обесточена. Временные диаграммы работы регулятора показаны на рис.2. Очевидно, что изменение скважности импульсов позволяет изменять мощность нагрузки от нуля до максимального значения, соответствующего полному напряжению сети.

Питание микросхемы DD1 производится от однополупериодного выпрямителя с параметрическим стабилизатором, собранным на элементах R2 VD3, VD4, С2 Следует обратить внимание, что стабилизатора напряжения соединен с истоками полевых транзисторов и с общим проводом микросхемы, поэтому напряжение на затворы транзисторов подается относительно их истоков

Преимущество данного способа регулирования мощности перед фазоимпульсным состоит в том, что коммутация нагрузки происходит со значительно большей частотой, чем в регуляторах на тиристорах, это позволяет регулировать мощность для малоинерционных нагрузок.

Указанные на схеме полевые транзисторы IRF840 имеют следующие параметры: ток стока — 8 А, максимальное напряжение между стоком и истоком — 500 В, сопротивление канала в открытом состоянии — 0,85 Ом, рассеиваемая мощность — 125 Вт. Эти транзисторы можно заменить на IRF740, IRFP450, IRFP460, IRFPC50, IRFPC60, IRFP350, IRFP360 BUZ80. Перед установкой в устройство следует убедиться, что транзистор имеет защитный диод (это легко сделать с помощью омметра). Максимальная мощность нагрузки определяется предельным током открытого транзистора, при этом мощность, выделяющаяся на открытом канале, не должна превышать предельно допустимую Частота генератора в случае необходимости может быть изменена подбором емкости С1.

Литература

1. Колдунов А Транзисторы MOSFET. — Радиомир, 2004, N4 С 26

2 Семенов Б.Ю Силовая электроника для любителеи и профессионалов — М. СОЛОН-Р 2001

А.ЕВСЕЕВ,

ФАЗОВЫЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ НА КЛЮЧЕВОМ ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ ничительного резистора, что снижает быстродействие ключа, так как образуется RC-цепь состоящая из этого сопротивления и емкости затвора, либо выход схемы управления делают более мощным.

Обычно фазовые регуляторы мощности переменного тока строятся на основе тиристора или симистора. Эти схемы уже давно стали типовыми и повторены многократно как радиолюбителями, так и в масштабе производства. Но тиристорным и симисторным регуляторам, равно как и ключам, всегда был свойственен один важный недостаток, ограничение минимальной мощности нагрузки. То есть, типовой тиристорный регулятор на максимальную мощность нагрузки более 100W не может хорошо регулировать мощность маломощной нагрузки, потребляющей единицы и доли ватт. Ключевые полевые транзисторы отличаются тем, что физически работа их канала очень напоминает работу обычного механического выключателя, в полностью открытом состоянии их сопротивление очень мало и составляет доли Ом, а в закрытом состоянии ток утечки составляет микроамперы. И это практически не зависит от величины напряжения на канале. То есть, именно как механический выключатель. Именно поэтому ключевой каскад на ключевом полевом транзисторе может коммутировать нагрузку мощностью от единиц и долей ватт, до максимально допустимого по току значения. Например, популярный полевой транзистор IRF840 без радиатора работая в ключевом режиме может коммутировать мощность практически от нуля до 400W. Кроме того ключевой полевой транзистор обладает очень низким током затвора, поэтому для управления требуется очень низкая статическая мощность.

Правда это омрачается относительно большой емкостью затвора, поэтому в первый момент включения ток затвора может оказаться и довольно большим (ток на заряд емкости затвора). С этим борются включением последовательно затвору токоограСхема регулятора мощности показана на рисунке. Нагрузка питается пульсирующим напряжением, так как подключена через диодный мост VD5-VD8. Для питания электронагревательного прибора (паяльника, лампы накаливания) это подходит. Так как у пульсирующего тока отрицательная полуволна «вывернута» вверх, получаются пульсации с частотой 100 Гц Но они положительные, то есть, график изменения от нуля до полодительного амплитудного значения напряжения. Поэтому регулировка возможна от 0% до 100% Величина максимальной мощности нагрузки в этой схеме ограничена не столько максимальным током открытого канала VT1 (это ЗОА), сколько максимальным прямым током диодов выпрямительного моста VD5-VD8.

При использовании диодов КД209 схема может работать с нагрузкой мощностью до 100W. Если нужно работать с более мощной нагрузкой (до 400W) нужно использовать более мощные диоды, например, КД226Г, Д.

На инверторах микросхемы D1 выполнен формирователь управляющих импульсов, которые открывают транзистор VT1 в определенной фазе полуволны. Элементы D1.1 и D1.2 образуют триггер Шмитта, а остальные элементы D1.3-D1.6 образуют умощненный выходной инвертор. Умощнить выход пришлось чтобы компенсировать неприятности вызванные скачком тока на заряд емкости затвора VT1 в момент его включения.

Система низковольтного питания микросхемы посредством диода VD2 разделена на две части, собственно питающую часть,

Регулятор мощности на полевом транзисторе схема

Регулятор мощности на MOSFETах

Регуляторы мощности переменного тока с фазоимпульсным управлением получили широкое распространение как в устройствах промышленной автоматики, так и в радиолюбительских конструкциях. Регулирующим элементом таких устройств является триодный тиристор, момент (угол) открывания которого регулируется подачей импульса или уровня напряжения на управляющий электрод,

а закрывание происходит в момент уменьшения тока, протекающего через тиристор, до нуля (при активной нагрузке — в момент перехода сетевого напряжения через ноль). Такое управление называется неполным, поскольку можно регулировать только угол открывания тиристора, а момент закрывания не регулируется. Разработанные в последние годы мощные полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) позволяют построить несложный ключ для коммутации переменного тока с полным управлением, т.е. открыванием и закрыванием ключа.

Схема регулятора мощности представлена на рис.1. Силовой ключ выполнен на транзисторах VT1, VT2, включенных встречно-последовательно. Наличие в каждом транзисторе внутреннего защитного диода, включенного параллельно каналу в обратной полярности (анодом к истоку, катодом к стоку), позволяет обеспечивать протекание тока в нагрузке при положительных и отрицательных полупериодах сетевого напряжения.

На трех логических элементах микросхемы DD1 выполнен генератор импульсов с регулируемой скважностью. Частота импульсов — около 2 кГц (значительно выше частоты сетевого напряжения). При наличии высокого уровня на выходе инвертора DD1.3 транзисторный ключ открыт, и ток протекает через нагрузку. При этом в положительный полупериод ток протекает через открытый канал транзистора VT1 и защитный диод транзистора VT2, а в отрицательный полупериод — наоборот, через защитный диод транзистора VT1 и открытый канал транзистора VT2. Если же на выходе DD1.3 — низкий уровень, то оба транзистора закрыты, и нагрузка обесточена. Временные диаграммы работы регулятора показаны на рис.2. Очевидно, что изменение скважности импульсов позволяет изменять мощность нагрузки от нуля до максимального значения, соответствующего полному напряжению сети.

Питание микросхемы DD1 производится от однополупериодного выпрямителя с параметрическим стабилизатором, собранным на элементах R2 VD3, VD4, С2 Следует обратить внимание, что стабилизатора напряжения соединен с истоками полевых транзисторов и с общим проводом микросхемы, поэтому напряжение на затворы транзисторов подается относительно их истоков

Преимущество данного способа регулирования мощности перед фазоимпульсным состоит в том, что коммутация нагрузки происходит со значительно большей частотой, чем в регуляторах на тиристорах, это позволяет регулировать мощность для малоинерционных нагрузок.

Указанные на схеме полевые транзисторы IRF840 имеют следующие параметры: ток стока — 8 А, максимальное напряжение между стоком и истоком — 500 В, сопротивление канала в открытом состоянии — 0,85 Ом, рассеиваемая мощность — 125 Вт. Эти транзисторы можно заменить на IRF740, IRFP450, IRFP460, IRFPC50, IRFPC60, IRFP350, IRFP360 BUZ80. Перед установкой в устройство следует убедиться, что транзистор имеет защитный диод (это легко сделать с помощью омметра). Максимальная мощность нагрузки определяется предельным током открытого транзистора, при этом мощность, выделяющаяся на открытом канале, не должна превышать предельно допустимую Частота генератора в случае необходимости может быть изменена подбором емкости С1.

1. Колдунов А Транзисторы MOSFET. — Радиомир, 2004, N4 С 26

2 Семенов Б.Ю Силовая электроника для любителеи и профессионалов — М. СОЛОН-Р 2001

Регулятор мощности на MOSFETах

Регуляторы мощности переменного тока с фазоимпульсным управлением получили широкое распространение как в устройствах промышленной автоматики, так и в радиолюбительских конструкциях. Регулирующим элементом таких устройств является триодный тиристор, момент (угол) открывания которого регулируется подачей импульса или уровня напряжения на управляющий электрод,

а закрывание происходит в момент уменьшения тока, протекающего через тиристор, до нуля (при активной нагрузке — в момент перехода сетевого напряжения через ноль). Такое управление называется неполным, поскольку можно регулировать только угол открывания тиристора, а момент закрывания не регулируется. Разработанные в последние годы мощные полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) позволяют построить несложный ключ для коммутации переменного тока с полным управлением, т.е. открыванием и закрыванием ключа.

Схема регулятора мощности представлена на рис.1. Силовой ключ выполнен на транзисторах VT1, VT2, включенных встречно-последовательно. Наличие в каждом транзисторе внутреннего защитного диода, включенного параллельно каналу в обратной полярности (анодом к истоку, катодом к стоку), позволяет обеспечивать протекание тока в нагрузке при положительных и отрицательных полупериодах сетевого напряжения.

На трех логических элементах микросхемы DD1 выполнен генератор импульсов с регулируемой скважностью. Частота импульсов — около 2 кГц (значительно выше частоты сетевого напряжения). При наличии высокого уровня на выходе инвертора DD1.3 транзисторный ключ открыт, и ток протекает через нагрузку. При этом в положительный полупериод ток протекает через открытый канал транзистора VT1 и защитный диод транзистора VT2, а в отрицательный полупериод — наоборот, через защитный диод транзистора VT1 и открытый канал транзистора VT2. Если же на выходе DD1.3 — низкий уровень, то оба транзистора закрыты, и нагрузка обесточена. Временные диаграммы работы регулятора показаны на рис.2. Очевидно, что изменение скважности импульсов позволяет изменять мощность нагрузки от нуля до максимального значения, соответствующего полному напряжению сети.

Питание микросхемы DD1 производится от однополупериодного выпрямителя с параметрическим стабилизатором, собранным на элементах R2 VD3, VD4, С2 Следует обратить внимание, что стабилизатора напряжения соединен с истоками полевых транзисторов и с общим проводом микросхемы, поэтому напряжение на затворы транзисторов подается относительно их истоков

Преимущество данного способа регулирования мощности перед фазоимпульсным состоит в том, что коммутация нагрузки происходит со значительно большей частотой, чем в регуляторах на тиристорах, это позволяет регулировать мощность для малоинерционных нагрузок.

Указанные на схеме полевые транзисторы IRF840 имеют следующие параметры: ток стока — 8 А, максимальное напряжение между стоком и истоком — 500 В, сопротивление канала в открытом состоянии — 0,85 Ом, рассеиваемая мощность — 125 Вт. Эти транзисторы можно заменить на IRF740, IRFP450, IRFP460, IRFPC50, IRFPC60, IRFP350, IRFP360 BUZ80. Перед установкой в устройство следует убедиться, что транзистор имеет защитный диод (это легко сделать с помощью омметра). Максимальная мощность нагрузки определяется предельным током открытого транзистора, при этом мощность, выделяющаяся на открытом канале, не должна превышать предельно допустимую Частота генератора в случае необходимости может быть изменена подбором емкости С1.

1. Колдунов А Транзисторы MOSFET. — Радиомир, 2004, N4 С 26

2 Семенов Б.Ю Силовая электроника для любителеи и профессионалов — М. СОЛОН-Р 2001

В сетевых регуляторах мощности в основном применяют фазоимпульсное управление, когда момент открывания полупроводникового ключа (тиристора, симистора) задерживается относительно момента перехода сетевого напряжения через ноль, а закрывание происходит, когда ток через прибор становится меньше тока удержания. Особенность регулятора мощности, рассмотренного в этой статье, в том, что силовые ключи на MOSFET-транзисторах открываются при переходе сетевого напряжения через ноль, а закрываются после формирования временной задержки 555-м таймером.

С появлением мощных полевых высоковольтных транзисторов с изолированным затвором (MOSFET) появилась возможность разрабатывать схемы регуляторов с применением их в качестве полупроводниковых ключей. Одна из таких конструкций описана в [1]. Но в этой схеме не применяется фазоимпульсное управление.

В конструкции, предложенной в [2], рассмотрен сетевой регулятор на мощном триаке типа ВТ136-600Е с фазоимпульсным управлением. При сопоставлении этих двух схем возникла мысль взять самое лучшее из рассматриваемых конструкций и создать новую на мощных полевых транзисторах с фазоимпульсным управлением на 555-м таймере. В результате была разработана схема, показанная на рис.1.

Схема управления ключами /Т2 и /ТЗ типа IRF840 взята из [2], только 555-й таймер в этой схеме обеспечивает не задержку включения, как в [2], а формирование времени включенного со­стояния полупроводниковых ключей VТ2 и VТЗ. Длительность включённого состояния транзисто­ров можно определить по формуле:

Диоды VD7 и VD8 — это двухсторонний диодный ограничитель напряжения на затворах полевых транзисторов VT2, VТЗ. Питание таймера DА2 ор­ганизованно так, как предложено в статье [3], с по­мощью ограничителя на стабилитроне VD10 и ре­зисторах R12, R1З и выпрямителя VD9, С5.

Конструкция и детали

В предлагаемой схеме необходимо использо­вать заведомо исправные радиоэлементы. По­стоянные резисторы типа МЛТ, не менее указанной на схеме мощностью. Переменный резистор типа СПЗ-4аМ. Элементы, обведенные на схеме пунк­тирной линией, относятся к схеме формирования импульса при переходе сетевого напряжения че­рез ноль. Схема выполнена на SMD-элементах ти­поразмера 1206, исключая оптрон DA1 и диоды мо­ста VD1-VD4, но вместо КД102Б в этих позициях можно использовать SMD-диоды типа GS1K.

Детали формирования импульса при переходе сетевого напряжения через ноль установлены на плате из одностороннего фольгированного стекло­текстолита размерами 36×36 мм (фото 1). Оптрон запаян в отверстия с обратной стороны этой платы.

Чертеж печатной платы формирователя и рас­положение деталей на ней показано на рис.2.

Остальные элементы, исключая мощные транзи­сторы VТ2, VТЗ и элементы R14, НL1,VD11, разме­щены на второй плате из одностороннего фольги­рованного стеклотекстолита размерами 66×36 мм (фото 2).

Чертеж этой платы показан на рис.3, а расположение деталей на ней — на рис.4.

Конденсаторы С2 и СЗ типа К73-17 или К73-9. Электролитический конденсатор С5 импортный, например, фирмы НIТАNО. Диоды VD7, VD8 мож­но заменить отечественными типа КД522Б. Светодиод может быть любого цвета свечения, как им­портный, так и отечественный. Он устанавливается в отверстие на лицевой панели конструкции.

Полевые транзисторы можно применить типа КП707В или иные, импортные, с характеристика­ми, соответствующими применяемой нагрузке. Элементы R14 и VD11 монтируются непосред­ственно на выводах розетки устройства.

Внутри корпуса установлена общая плата из стеклотекстолита размерами 80×110 мм. На пла­те имеются отверстия для крепления радиатора. Радиатор использован от устройства регулировки температуры РТ-3. Размеры радиатора 70×40 мм. Радиатор имеет 8 ребер высотой 20 мм. На ради­аторе через изоляционные прокладки из слюды закреплены транзисторы VТ2, VТЗ. Выводы тран­зисторов соединены с платой (фото 3) проводом МГТФ. Силовые цепи выполнены двойным прово­дом этого типа. Плата формирования импульса при переходе сети через ноль смонтирована с обрат­ной стороны общей платы, напротив радиатора. Плата управления транзисторами установлена на втулки над переменным резистором R8. Монтаж внутри корпуса также выполнен проводом МГТФ. Вся конструкция расположена в корпусе устрой­ства регулировки температуры РТ-3.

Налаживание

При наличии осциллографа, контролируя на­пряжение на выводе 3 таймера, необходимо про­верить длительность импульса, при вращении руч­ки резистора R8. Длительность должна меняться в пределах от 2 мс до 9,8 мс, но ни в коем случае она не должна превышать 10 мс, что может нарушить правильность запуска схемы. Времязадающие ре­зисторы R8, R9 и конденсаторы С2, СЗ имеют раз­брос параметров. Поэтому при налаживании воз­никнет необходимость подбора R9, С2 и СЗ.

Все пайки и замены элементов необходимо производить только при извлеченной вилки сете­вого шнура из розетки бытовой сети. В противном случае, можно получить поражение электрическим током, так как элементы конструкции находятся под потенциалом сети.

При отсутствии осциллографа настрой­ку схемы можно провести, включив вместо нагрузки лампу накаливания мощностью 40… 100 Вт, контролируя накал нити нака­ла. При минимальном напряжении нить на­кала светит еле заметным темно-красным цветом. При полностью выведенной ручке регуляторе вправо лампа накаливания должна светить в полный накал. Впрочем, при желании, можно сузить диапазон ре­гулировки. Работа этого регулятора прове­рялась совместно с электроплиткой мощ­ностью 1 кВт.

Литература

  1. Белоусов О. Регулятор напряжения на МОSFЕТ-транзисторах // Электрик. — 2012. -№12-С.64-66.
  2. Белоусов О. Сетевой регулятор напряжения на 555-м таймере // Радиоаматор. — 2013. — №5 — С.26-28.
  3. Калашник В. Мощный коммутатор с опторазвязкой // Электрик. — 2013. — №5 — С.51, 52.

Автор: Олег Белоусов, г. Черкассы

Регулятор мощности на полевых транзисторах с ШИ-управлением + устройство для питания 110-вольтовой аппаратуры от 220 Вольт

Для корректной функциональности многих электротехнических устройств необходимо поддержание определенных рабочих параметров сети питания. Выход напряжения за границы нормированного диапазона сопровождается ухудшением КПД. Импульсные помехи провоцируют сбои. Исправить ситуацию поможет стабилизатор тока на полевом транзисторе схема которого представлена в этой публикации.


Мощный блок питания на полевом транзисторе

Принцип стабилизации тока

Целевое назначение специальной схемы – регулирование источника питания в автоматическом режиме для поддержания стабильных параметров цепей нагрузки. Основной компонент – достаточно мощный полупроводниковый прибор, ограничитель силы тока на выходе блока питания.

Требования к управляющему элементу

Критерии выбора можно сформулировать, если известны параметры силы тока (ампер). Однако даже без конкретного технического задания несложно перечислить базовые требования:

  • ток в контрольной цепи поддерживается с определенной точностью;
  • следует компенсировать перепады потребляемой мощности;
  • корректирующие изменения должны выполняться достаточно быстро;
  • для автоматической настройки оптимального режима и улучшения защиты от помех нужна организация обратной связи.

Суть стабилизации

Для уточнения функциональности управляющего элемента необходимо отметить особенности типичной нагрузки. Интенсивность излучения светодиода, например, существенно зависит от температуры в процессе эксплуатации. Соответствующим образом изменяется мощность потребления. При увеличении тока уменьшается напряжение.

Важно! Если установить обратную связь (отрицательную), отмеченное изменение будет регулировать рабочий режим управляющего устройства. В частности, при увеличении напряжения между затвором и стоком полевого транзистора ток через исток уменьшается. Тем самым без иных дополнительных действий обеспечивается стабилизация выходных параметров источника.

Базовая конфигурация

Главная задача стабилизатора — обеспечить постоянство выходного напряжения и подавление пульсаций. Конструкция стабилизатора основана на простейшей схеме, но каждый её элемент я выбирал так, чтобы он идеально выполнял свою функцию:Для максимального подавления входных шумов сопротивление резистора R должно быть максимально, а в внутреннее сопротивление источника опорного напряжения Vref как можно ниже. Да и работать формирователь опорного напряжения будет лучше, если его питать от высокоомного источника. Таким требованиям отвечает источник стабильного тока (ГСТ).

Для высоковольтного стабилизатора я использовал ГСТ на двух транзисторах, что обеспечивает большую стабильность тока при колебаниях питающего напряжения.

Для низковольтных стабилизаторов можно использовать аналогичную схему или просто одиночный диод.

Для высоковольтных стабилизаторов я выбрал значение тока ГСТ около 5мА. Для низковольтных стабилизаторов можно выбрать значение поменьше.

Микросхеме TL431 для нормальной работы требуется минимум 2 мА.

Важное замечание: ГСТ на двух транзисторах может иногда возбуждаться, если использовать высокочастотные транзисторы. Поэтому я выбрал транзисторы MJ340/350 которые, как показывает мой опыт, работают стабильно

Стабилитроны довольно шумные и кроме того имеют плохой температурный коэффициент. Выходное напряжение при их использовании будет меняться в зависимости от температуры окружающей среды, а если в вашем усилителе активная вентиляция, то тем более. Кроме того, стабильность их внутреннего сопротивления тоже оставляет желать лучшего.

Вместо них я использовал TL431 в качестве источника опорного напряжения, так как их шумовые характеристики весьма достойны, они имеют низкое выходное сопротивление и довольно широкий диапазон выходных напряжений, которое устанавливается с помощью простого делителя.

Выбор схемы включения

Стабилизатор тока на транзисторе

На практике применяют разные инженерные решения. В частности, для подключения светодиодных светильников производители предлагают импульсные источники питания. Эти устройства выполняют свои функции с помощью частотного преобразования и модуляции сигнала. Для управления ключом устанавливают микросхемы. Для дозированного накопления энергии используют дроссель.


Импульсный стабилизатор тока

Для упрощения в данной статье рассмотрена линейная стабилизация. Устройства, созданные по этой схеме, не создают сильные электромагнитные помехи. В этом – главное отличие от импульсных аналогов.

Работа стабилизаторов тока

Стабилизатор напряжения на транзисторе

Минимальное количество функциональных элементов в схемах этой категории подразумевает разумную стоимость. При выборе такого варианта нетрудно изучить рабочие режимы, особенности настройки.

Особенности полевых структур

В радиотехнических приборах этого типа p-n переходы расположены особым образом. Для регулировки прохождения тока через центральный канал изменяются напряжение и соответствующее электромагнитное поле. Разницу потенциалов создают на стоке и затворе.


Принцип действия полевого и биполярного транзисторов

На рисунке показаны принципиальные отличия, по сравнению с биполярным транзистором. При использовании полевой структуры управляющий ток отсутствует, а входное сопротивление становится значительно больше. При такой схеме прибор потребляет минимум энергии, но не способен обеспечить усиление сигнала. Впрочем, для решения обозначенной задачи (стабилизации) увеличивать напряжение не нужно.

Принцип управления переходом

В области между зонами р типа формируется канал. Для прохождения тока создается разница потенциалов «сток-исток». Управляют переходом изменением напряжения «затвор-исток» – Uзи.

LM317

Применение LM317 (крен) даже не требует каких либо навыков и знаний по электронике. Количество внешних элементов в схемах минимально, поэтому это доступный вариант для любого. Её цена очень низкая, возможности и применение многократно испытаны и проверены. Только она требует хорошего охлаждения, это её основной недостаток. Единственное стоит опасаться низкокачественных китайских микросхем ЛМ317, которые имеют параметры похуже.

Микросхемы линейной стабилизации из-за отсутствия лишних шумов на выходе, использовал для питания высококачественных ЦАП класса Hi-Fi и Hi-End. Для ЦАП огромную роль играет чистота питания, поэтому некоторые используют аккумуляторы для этого.


Схема стабилизации до 10 ампер

Максимальная сила для LM317 составляет 1,5 Ампера. Для увеличения количества ампер можно добавить в схему полевой транзистор или обычный. На выходе можно будет получить до 10А, задаётся низкоомным сопротивлением. На данной схеме основную нагрузку на себя берёт транзистор КТ825.

Другой способ, это поставить аналог с более высокими техническими характеристиками на большую систему охлаждения.

Устройство и работа полевого транзистора

Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками

Для изучения функциональности полевого транзистора можно рассмотреть две схемы подключения. В первом варианте соединяют исток и затвор проводником, выравнивая соответствующий потенциал: Uзи= 0. Повышением напряжения Uси (сток-исток) обеспечивают прохождение тока в рабочей зоне.


Напряжение равно нулю

В показанном на рисунке состоянии прибор функционирует как типичный проводник. Специфическое название на графике «Омическая область» определяет зону пропорционального увеличения силы тока по мере увеличения разницы потенциалов. При переходе в режим насыщения количества свободных зарядов недостаточно для поддержания отмеченного изменения.


Уменьшение потенциала на затворе

На этом рисунке канал прохождения зарядов сужают дополнительным источником питания, который уменьшает Uзи<0. На определенном уровне (напряжение отсечки) ток не проходит.


Устройство полевого транзистора

На рисунке показаны зоны p и n типа. Регулировкой напряжения Uси изменяют сопротивления канала (силу тока). Как показано выше, при необходимости можно закрыть эту цепь.

Список деталей для конструкции БП

  • Операционный усилитель LM358
  • Стабилизатор 7812
  • Mosfet IRF4905
  • Потенциометры
  • Измеритель LED I, U
  • Вольтметр цифровой
  • Импульсный преобразователь LM2596

Радиаторы, силовой трансформатор и мелкие пассивные элементы есть у каждого, поэтому стоимость будет однозначно ниже готового БП. Вот так выглядит готовая конструкция — передняя и задняя панели выполнены из алюминиевого листа толщиной 2 мм. Фронт был выгравирован на специальном оборудовании.

Преимуществами конструкции являются малая цена исполнения, простота схемы, надежность. Недостатками небольшой максимальный ток, не самая лучшая стабилизация напряжения. Скорость срабатывания ограничителя тока не проверялась, но как правило этого достаточно в радиоделе.

Пример стабилизатора на полевом транзисторе

При создании радиотехнических устройств с применением ламп типовой анодный блок питания не обеспечивает необходимую стабильность выходных параметров. Добавление резистора в цепь увеличивает потери, не позволяет точно корректировать изменение мощности в нагрузке.


Электрическая схема простого стабилизатора

Своими руками несложно собрать этот стабилизатор тока на полевом транзисторе. С его помощью обеспечивается точность заданных параметров в диапазоне не более 6% от номинала.

Вы здесь

Главная › Инженеру-конструктору › 3. Электрооборудование, электроустановки › 3. Раздел 3.

Для получения более постоянного напряжения на нагрузке при изменении потребляемого тока к выходу выпрямителя подключают стабилизатор, который может быть выполнен по схеме, приведенной на рис. 1. В таком устройстве работают стабилитрон V5

и регулирующий транзистор
V6
. Расчет позволит выбрать все элементы стабилизатора, исходя из заданного выходного напряжения

и максимального тока нагрузки

. Однако оба эти параметра не должны превышать параметры уже рассчитанного выпрямителя. А если это условие нарушается, тогда сначала рассчитывают стабилизатор, а затем — выпрямитель и трансформатор питания. Расчет стабилизатора ведут в следующем порядке.


1. Определяют необходимое для работы стабилизатора входное напряжение (Uвып)

при заданном выходном
(Uн)
:

Uвып = Uн + 3

,

Здесь цифра 3, характеризующая минимальное напряжение между коллектором и эмиттером транзистора, взята в расчете на использование как кремниевых, так и германиевых транзисторов. Если стабилизатор будет подключаться к готовому или уже рассчитанному выпрямителю, в дальнейших расчетах необходимо использовать реальное значение выпрямленного напряжения Uвып

.

2. Рассчитывают максимально рассеиваемую транзистором мощность:

Рmах = 1,3 (Uвып — Uн) Iн

,

3. Выбирают регулирующий транзистор. Его предельно допустимая рассеиваемая мощность должна быть больше значения Рmax

, предельно допустимое напряжение между эмиттером и коллектором — больше
Uвып
, а максимально допустимый ток коллектора — больше

.

4. Определяют максимальный ток базы регулирующего транзистора:

Iб.макс = Iн / h31Э min

,

где: h31Эmin — минимальный коэффициент передачи тока выбранного (по справочнику) транзистора.

.

5. Подбирают подходящий стабилитрон. Его напряжение стабилизации должно быть равно выходному напряжению стабилизатора, а значение максимального тока стабилизации превышать максимальный ток базы Iб max

.

6. Подсчитывают сопротивление резистора R1

:

R1 = (Uвып — Uст) / (Iб max + Iст min)

,

Здесь R1 — сопротивление резистора R1, Ом; Uст — напряжение стабилизации стабилитрона, В; Iб.max — вычисленное значение максимального тока базы транзистора, мА; Iст.min — минимальный ток стабилизации для данного стабилитрона, указанный в справочнике (обычно 3…5 мА).

.

7. Определяют мощность рассеяния резистора R1

:

PR1 = (Uвып — Uст)2 / R1

,

Может случиться, что маломощный стабилитрон не подойдет по максимальному току стабилизации и придется выбирать стабилитрон значительно большей мощности — такое случается при больших токах потребления и использовании транзистора с малым коэффициентом h31Э

. В таком случае целесообразно ввести в стабилизатор дополнительный транзистор
V7
малой мощности (рис. 2), который позволит снизить максимальный ток нагрузки для стабилитрона (а значит, и ток стабилизации) примерно в
h31Э
раз и применить, соответственно, маломощный стабилитрон.

В приведенных здесь расчетах отсутствует поправка на изменение сетевого напряжения, а также опущены некоторые другие уточнения, усложняющие расчеты. Проще испытать собранный стабилизатор в действии, изменяя его входное напряжение (или сетевое) на ± 10 % и точнее подобрать резистор R1 по наибольшей стабильности выходного напряжения при максимальном токе нагрузки.

Линейный стабилизатор постоянного напряжения на полевом транзисторе

 

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве сильноточного линейного стабилизатора постоянного напряжения для питания различного вида нагрузок. Устройство содержит источник постоянного напряжения 1, в цепь одного из выводов которого включен регулирующий полевой транзистор 2. Напряжение смещения подается через резистор 3 к затвору транзистора 3, подключенному также к выходу узла отрицательной обратной связи 4 и источнику смещения, компенсирующему пороговое напряжения на затворе. Управляющий вход узла ООС 4 присоединен к резистивному делителю напряжения 5. Источник смещения состоит из генератора прямоугольного напряжения 6 с выходным комплиментарным ключом и узла умножения его выходного напряжения. Узел умножения включает в себя первый конденсатор 7, соединенный через первый диод 8 с первым выходным выводом, и через второй диод 9 — с точкой соединения второго резистора 10 и второго конденсатора 11. При подключении устройства к источнику постоянного напряжения открывается регулирующий полевой транзистор 2, а комплиментарный ключ, включенный на выходе генератора 6, начинает коммутировать его выходное напряжение, обеспечивая заряд конденсатора 7 до уровня выходного напряжения Uвых., а конденсатора 11 — до уровня 2 Uвых. Через резистор 10 напряжение конденсатора 11 подается на затвор транзистора 2, компенсируя величину его порогового напряжения и обеспечивая его работу при низких уровнях напряжения (20-30 мВ). Для нормального функционирования схемы при высоких постоянных напряжениях питания (более 15 В) принудительно ограничивают напряжение питания генератора 6 с помощью стабилитрона 13, шунтирующего конденсатора 12 и токоограничивающего резистора 14. После запуска генератора 6 на затвор регулирующего транзистора поступает напряжение источника смещения, равное удвоенному напряжению стабилизации стабилитрона 13. Введение источника смещения, компенсирующего пороговое напряжение на затворе полевого транзистора, позволяет снизить потери мощности на транзисторе и повысить КПД устройства. Выполнение этого источника в виде узла умножения напряжения и генератора прямоугольных импульсов с выходным комплиментарным ключом позволило это реализовать в схеме линейного стабилизатора постоянного напряжения в его интегральном исполнении, т.е. обеспечить достижение технического результата. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве сильноточного линейного стабилизатора постоянного напряжения для питания различного вида нагрузок.

Известны схемы линейных стабилизаторов постоянного напряжения на транзисторах, включенных последовательно в шины питания. При использовании в подобных схемах мощных полевых транзисторов имеют место большие потери мощности из-за большого порогового напряжения на их затворах. Для того, чтобы компенсировать это напряжение используются дополнительные источники смещения, подключенные к затворам транзисторов «500 схем для радиолюбителей. Источники питания» А.П.Сельен, Изд. Наука и техника, 2005 г. «Стабилизатор напряжения на мощном полевом транзисторе»). При питании схем от сети переменного тока дополнительные источники смещения выполняют на базе входных трансформаторов (путем подключения к дополнительным либо непосредственно к их вторичным обмоткам). Однако при питании схем от источников постоянного напряжения (не содержащих входных трансформаторов) формирование дополнительного источника смещения вызывает затруднения.

Наиболее близким к полезной модели устройством является линейный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий полевой транзистор, включенный последовательно в шину питания. К выходным выводам стабилизатора подсоединен резистивный делитель напряжения, через который часть выходного напряжения подается на блок отрицательной обратной связи (ООС), который воздействует на величину напряжения затвора транзистора (International IR Rectifier AN-970 «Применение силовых полевых транзисторов в линейных стабилизаторах с малым падением напряжения»). Недостатком известного технического решения является большое пороговое напряжение на затворе полевого транзистора, что влечет за собой большие потери мощности на транзисторе, приводящие к снижению КПД всего устройства.

Техническим результатом, которого можно достичь при реализации полезной модели, является повышение КПД за счет снижения потерь мощности на полевом транзисторе.

Технический результат достигается за счет того, что в линейном стабилизаторе постоянного напряжения на полевом транзисторе, содержащем источник постоянного напряжения, первый вывод которого соединен через силовую цепь полевого транзистора с первым выходным выводом, а второй — со вторым выходным выводом, являющимся общим выводом схемы, при этом к выходным выводам подключен делитель напряжения, точка соединения резисторов которого присоединена ко входу узла отрицательной обратной связи, выходом подключенного к затвору полевого транзистора, соединенному также с источником смещения, в состав которого входит генератор прямоугольного напряжения с выходным комплиментарным ключом, цепи питания которого связаны с выходными выводами, и узел умножения его выходного напряжения, включающий в себя первый конденсатор, соединенный через первый диод с первым выходным выводом, и через второй диод — с точкой соединения второго резистора и второго конденсатора, связанного с вторым выходным выводом, при этом свободный вывод второго резистора является выходом узла умножения напряжения. Кроме того, параллельно цепи питания генератора прямоугольного напряжения могут быть подсоединены третий конденсатор и стабилитрон соответственно, при этом указанная связь цепи питания генератора прямоугольного напряжения и второго конденсатора с выходными выводами осуществлена через третий резистор.

В проанализированных источниках информации описан способ снижения потерь мощности на полевом транзистора линейного стабилизатора путем компенсации порогового напряжения на его затворе с помощью источника смещения («500 схем для радиолюбителей. Источники питания» А.П.Сельен, Изд. Наука и техника, 2005 г.). Однако из этой информации однозначно не следует возможность выполнения компенсирующего источника при питании стабилизаторов от источников постоянного напряжения не содержащих входных трансформаторов, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «новизна».

На Фиг.1 приведена электрическая схема линейного стабилизатора постоянного напряжения низкого уровня (менее 15 В).

На Фиг.2 приведена электрическая схема линейного стабилизатора постоянного напряжения высокого уровня (более 15 В).

Устройство (Фиг.1, 2) содержит источник постоянного напряжения 1, один из выводов которого соединен с первым силовым выводом полевого транзистора 2, второй силовой вывод которого соединен с первым выходным выводом схемы, второй выходной вывод которой является общим выводом схемы. Первый силовой вывод полевого транзистора присоединен через первый резистор 3 к его затвору, подключенному также к выходу узла отрицательной обратной связи (ООС) 4 и источнику смещения. Управляющий вход узла ООС 4 присоединен к делителю напряжения на резисторах 5. Источник смещения состоит из генератора прямоугольного напряжения 6 с выходным комплиментарным ключом и узла умножения его выходного напряжения. Узел умножения включает в себя первый конденсатор 7, соединенный через первый диод 8 с первым выходным выводом и через второй диод 9 — с точкой соединения второго резистора 10 и второго конденсатора 11. Свободный вывод резистора 10 является выходом узла умножения напряжения. Параллельно цепи питания генератора прямоугольного напряжения 6 (Фиг.2) подсоединены третий конденсатор 12 и стабилитрон 13 соответственно, а связь выводов питания генератора прямоугольного напряжения и второго конденсатора 11 с выходными выводами осуществлена через третий резистор 14.

Устройство работает следующим образом.

При подключении устройства к источнику постоянного напряжения открывается регулирующий полевой транзистор 2 и на выходных выводах формируется выходное напряжение, поступающее также на выводы питания генератора прямоугольных импульсов 6. Комплиментарный ключ генератора 6 начинает коммутировать его выходное напряжение, обеспечивая заряд конденсатора 7 до уровня выходного напряжения Uвых., а конденсатора 11 — до уровня 2 Uвых. Через резистор 10 напряжение конденсатора 11 подается на затвор транзистора 2, компенсируя величину его порогового напряжения и обеспечивая его работу с минимальными потерями мощности.

Схему, изображенную на Фиг.1, целесообразно применять при относительно низких (до 15 В) значениях входного напряжения, при которых источник смещения снижает напряжение сток-исток транзистора до 20-30 мВ.

При относительно высоких постоянных напряжениях (более 15 В) использование данной схемы не целесообразно, т.к. в этом случае на выходе схемы умножения и, следовательно, затворе полевого транзистора формируется слишком большой сигнал, который препятствует открытию регулирующего транзистора.

Для обеспечения нормального функционирования схемы при высоких постоянных напряжениях питания (Фиг.2) принудительно ограничивают напряжение питания генератора 6 с помощью стабилитрона 13, шунтирующего конденсатора 12 и токоограничивающего резистора 14. После запуска генератора 6 на схему умножения поступает более низкое входное напряжение, равное напряжению стабилизации стабилитрона 13, а не Uвых. При этом на затвор регулирующего транзистора поступает напряжение источника смещения, равное удвоенному напряжению стабилизации стабилитрона 13 (10 В), обеспечивая его нормальную работу при напряжении сток-исток 20-30 мВ.

Таким образом, подключение источника смещения, компенсирующего пороговое напряжение на затворе полевого транзистора, позволяет снизить потери мощности на транзисторе и повысить КПД устройства, причем выполнение источника смещения в виде блока умножения напряжения и генератора прямоугольных импульсов с выходным комплиментарным ключом позволило реализовать использование этого источника в схеме линейного стабилизатора постоянного напряжения при его интегральном исполнении.

Благодаря высокому КПД полезная модель может быть рекомендована для питания широкого спектра потребителей электроэнергии стабилизированного постоянного напряжения.

1. Линейный стабилизатор постоянного напряжения на полевом транзисторе, содержащий источник постоянного напряжения, первый вывод которого соединен через силовую цепь полевого транзистора с первым выходным выводом, а второй — со вторым выходным выводом, являющимся общим выводом схемы, при этом к выходным выводам подключен делитель напряжения, точка соединения резисторов которого присоединена ко входу узла отрицательной обратной связи, выходом подключенного к затвору полевого транзистора, соединенному также с источником смещения, в состав которого входит генератор прямоугольного напряжения с выходным комплиментарным ключом, цепи питания которого связаны с выходными выводами, и узел умножения его выходного напряжения, включающий в себя первый конденсатор, соединенный через первый диод с первым выходным выводом, и через второй диод — с точкой соединения второго резистора и второго конденсатора, связанного с вторым выходным выводом, при этом свободный вывод второго резистора является выходом узла умножения напряжения.

2. Линейный стабилизатор постоянного напряжения на полевом транзисторе по п.1, отличающийся тем, что параллельно цепи питания генератора прямоугольного напряжения подсоединены третий конденсатор и стабилитрон соответственно, а указанная связь цепи питания генератора прямоугольного напряжения и второго конденсатора с выходными выводами осуществлена через третий резистор.

Источник тока на JFET

Источник тока на JFET

Источник тока на JFET

В Лекции 1 мы представили идею источника тока и упомянули, что их было немного сложнее реализовать, чем, возможно, более знакомые источник напряжения.

Теперь мы можем изучить практический способ реализации текущего источники. Схема ниже (которая была введена в pSpice симулятор схемы) показывает простой способ сделать это с помощью JFET (см. лекцию Примечания стр. 86).Обратите внимание, что символ, используемый для JFET типа 2N3819, не совсем такой же, как более широко распространенный, с которым мы столкнулись!

Минусовая клемма питания V1 (символ батареи) подключена к Земля, также известная как Node 0, представляет собой точку отсчета для любого измерения, которые мы могли бы сделать. Хотя напряжение батареи указано как 5V, pSpice позволит нам варьировать это экспериментально в любом необходимом диапазоне. Ток, развиваемый схемой, протекает в цепи стока и фактически равен Я Д .Для этого приложения светодиодный светодиод показан как нагрузка, в которой протекает постоянный ток. Это очень типичный использование для этого вида схемы; светодиод работает наиболее последовательно (давая постоянный световой поток), если ток, проходящий через него, может поддерживаться постоянна, даже если меняется напряжение питания — например, как батарея разряды.

Схема может быть описана как JFET с автосмещением: резистор истока R определяет напряжение истока затвора через соотношение V GS = -V S0 = -I Д Р

Это позволяет достичь диапазона токов, так как рабочий условия JFET можно выбрать, выбрав значение R, которое определяет относительные значения I D и V GS . анализ разработан в Лекции 7.

Использование pSpice для прогнозирования поведения схемы

pSpice может помочь нам предсказать многие аспекты поведения схемы. прежде чем мы его построим. Чтобы смоделировать напряжение-ток характеристики нелинейного устройства, такого как полевой транзистор, pSpice может использовать ряд различные математические модели. Для этого приложения JFET моделируется используя выражение на основе биномиальной аппроксимации для зависимости I D на V DS и V GS .Различные типы JFET требуют различные коэффициенты, которые будут использоваться в выражении, и они могут быть включены.

Здесь симулятор pSpice использовался для прогнозирования производительности цепи при изменении напряжения питания в определенном диапазоне. Если дизайн Работая правильно, мы ожидаем, что ток не зависит от V1. pSpice использовался для прогнозирования поведения схемы при различных значениях R, от 0 Ом до 1000 Ом. Мы ожидаем, что текущие изменения вводятся различные значения R.

Семейство кривых, показанных выше, представляет выход pSpice. ожидаемое значение I D (ток светодиода) отображается в зависимости от напряжение питания V1, при различных значениях R.

Мы видим, что при условии, что напряжение питания V1 лежит в пределах 5 вольт примерно до 25 вольт, ток практически не зависит от V1: он эффективно постоянный. Однако, когда V1 падает ниже примерно 5 вольт, цепь видна. выйти из строя, так как ток быстро падает.

Если бы мы использовали отдельный резистор, чтобы попытаться контролировать ток через LED, ток сильно зависел бы от V1 для всех значений.

Видно, что выбор значения R оказывает значительное влияние на получается постоянный ток. Подходящим выбором R постоянный ток можно получить где угодно в диапазоне от 2 до 12 мА. Глядя на кривой для R=0, мы можем видеть, как схема на стр. 85 примечаний будет вести себя.При этих условиях из передаточной характеристики известно что JFET будет работать с током стока, равным I DSS (см. конспект лекций, стр. 85). Недостатком этой очень простой схемы является что вы застряли со значением I DSS для конкретного транзистор, который вы выбрали, и это может значительно варьироваться от транзистора к транзистор. Включение R придает схеме гораздо большую универсальность.

Хотя полевой транзистор JFET может обеспечить простое решение для проектирования источник, это не лучшее решение.Дизайн может быть намного лучше достигается с помощью биполярных транзисторов (с которыми вы познакомитесь на втором курсе), или с помощью операционных усилителей (с которыми вы познакомитесь в лекциях 17-18 этого курс). Используя подходящие математические модели для этих компонентов, pSpice также может предсказать эффективность этих различных подходов. поэтому мощный союзник для разработчиков электронных схем. Однако это важно помнить, что полученные результаты являются настолько точными, насколько числовые модели, используемые для представления моделируемых устройств.В реальном цепь, производственные допуски и другие переменные (например, температура) могут заставить реальную схему работать совершенно иначе, чем в моделировании. А хороший дизайнер всегда будет учитывать эти возможности.


Дэвид Холберн Октябрь 2005 г.

Mosfet постоянного тока

Если вам нужен одиночный источник CC на полевых транзисторах, вам действительно нужно перейти на полевой транзистор в режиме истощения вместо режима расширения.

Однако при использовании одного полевого транзистора возникает проблема, заключающаяся в том, что VGS(th), вероятно, находится в диапазоне 1–3 В, поэтому последовательный резистор должен снижать это напряжение. Это означает, что в конечном итоге у вас просто закончится напряжение для питания светодиода.

В этом конкретном приложении лучше всего использовать простое токовое зеркало на основе транзистора:

имитация этой схемы — схема создана с помощью CircuitLab

Чтобы получить хорошее зеркало тока, вам нужна хорошо согласованная (термически и V(BE)) пара, такая как BCM847.Преимущество здесь в том, что этот Q1 будет работать до тех пор, пока не достигнет VCE(sat) около 200 мВ, поэтому питание светодиода может упасть до Vf плюс около 200 мВ и по-прежнему регулировать ток светодиода.

Чтобы узнать о текущих зеркалах, вы можете начать здесь.

Также можно использовать пару полевых транзисторов для создания токового зеркала, и при условии, что VGS(th) значительно ниже напряжения привода 3,3 В, это сработает. Здесь есть хорошее освещение этого. Я видел токовые зеркала на полевых транзисторах, используемые для управления синими светодиодами с Vf всего на несколько десятков мВ ниже напряжения питания.Согласованные полевые транзисторы, как правило, примерно в 10 раз дороже согласованных транзисторов, что является серьезным препятствием для их использования.

В качестве предположения:

  1. Ваш блок питания 6 В представляет собой 4x Alkaline AA, например, с новым напряжением 6 В и напряжением EOL около 3,5 В.
  2. Питание 3,3 В осуществляется через линейный стабилизатор, такой как MC78LC33, с падением напряжения около 100 мВ.
  3. Вы управляете синим/зеленым светодиодом, таким как этот, при 20 мА с Vf около 3,2 В.

Регулятор может держать 3.Питание 3 В с точностью до Vin около 3,4 В, поэтому легко справляется с EOL Vin 3,5 В.

Конфигурация управления синим/зеленым светодиодом не может падать более чем на 300 мВ от EOL Vin, поэтому о измерении тока с помощью транзистора Vbe не может быть и речи. Предложенный мной привод CC будет работать примерно до Vf + 200 мВ или около 3,4 В, так что опять же легко в пределах напряжения батареи EOL 3,5 В.

Единственной жизнеспособной альтернативой было бы использование операционного усилителя с делителем напряжения от 3.Питание 3 В для измерения тока при напряжении менее 300 мВ на чувствительном резисторе. Стоимость этого варианта намного больше, чем простое текущее зеркало.

Источник тока — Источники питания

Источники питания

Идеальный источник тока представляет собой устройство, производящее ток i ( t ), который не зависит от напряжения на клеммах источника. Это означает, что ток источника остается i ( t ) независимо от того, что подключено через клеммы источника.Если i ( t ) постоянная, источник называется источник постоянного тока .

Если на клеммах источника имеется сопротивление 90 104 Ом 90 105, то напряжение ( Ri ). Это напряжение будет увеличиваться при больших значениях R , потому что ток остается независимым от R . С увеличением R мощность, отдаваемая источником тока, увеличивается, и это стать бесконечным, если бы R были бесконечны.Это необоснованная ситуация, это означает, что источник тока не должен быть разомкнут. источник тока простаивает при коротком замыкании, потому что напряжение на его клеммы равны нулю, и источник питания не подается. Концепция идеального источника тока подразумевает, что он должен иметь нулевая внутренняя проводимость.

Источник тока обозначен кружком с i ( t ) написано рядом (см. рисунок ниже). Ссылка на текущий обозначено стрелкой либо рядом с кругом, либо внутри него, как показано на фигура.

Текущий источник.


Регуляторы тока

Схема, обеспечивающая постоянный выходной ток, называется стабилизатором постоянного тока или просто ток регулятор . Схема, показанная на рисунке ниже, упрощенная схема регулятора тока. показанный на схеме переменный резистор используется для иллюстрируют концепцию действующего регулирования. Обратите внимание, что амперметр имеет был включен в эту цепь, чтобы указать, что цепь показан регулятор тока.Когда цепь работает исправно, текущее показание амперметра остается постоянным. В этом случае переменный резистор ( R V ) компенсирует изменения нагрузки ( R L ) или входного напряжения постоянного тока. Любое увеличение сопротивления нагрузки вызывает падение тока. Чтобы поддерживать постоянный ток, сопротивление R V должно быть уменьшено всякий раз, когда нагрузка сопротивление увеличивается. Это приводит к полному сопротивлению быть постоянным.Увеличение входного напряжения должно компенсируется увеличением сопротивления R V , тем самым поддерживая постоянный ток.

Регулятор тока (упрощенный).

Поскольку использование переменного резистора нецелесообразно для управления флуктуациями или изменением тока транзистор и стабилитрон вместе с необходимыми резисторами. используется (см. ниже). Стабилитрон обеспечивает постоянное опорное напряжение. Резистор R 1 есть подключен последовательно с нагрузкой и воспринимает любой ток изменения нагрузки.Цель R 2 состоит в том, чтобы работает как токоограничивающий резистор для стабилитрона диод.

Транзисторный регулятор тока.

Давайте подробно рассмотрим, как различные компоненты работают для поддержания выход постоянного тока. Снижение сопротивления нагрузки вызывает соответствующее увеличение тока. Это приводит к большему напряжению падение на R 1 из-за увеличения тока. Падение напряжения на D 1 остается постоянный.Из-за повышенного падения напряжения на R 1 , прямое смещение Q 1 имеет уменьшается, а сопротивление транзистора увеличивается. Таким образом, общая сопротивление вокруг внешнего контура цепи остается постоянным. Поскольку схема представляет собой регулятор тока, выходное напряжение будет меняться, поскольку регулятор поддерживает выход постоянного тока.

Источник постоянного тока JFET

Диод постоянного тока

Источник постоянного тока может быть сформирован из JFET (см. рисунок выше).Эту конфигурацию иногда называют диодом постоянного тока. Напряжение на истоке JFET ( В S ) автоматически поддерживается рядом с напряжение отсечки и

При увеличении или уменьшении напряжения питания (стока) сопротивление, r DS , JFET меняется соответственно, таким образом поддержание I на почти постоянном уровне.

Источник/ограничитель постоянного тока на полевых транзисторах — Vishay

AN103 FET ПостоянныйТок Источник/Ограничитель strong> Введение Сочетание низкого рабочего напряжения и высокого выходного импеданса делает FET привлекательным источником постоянного тока.Источник регулируемого тока (рис. 1) может состоять из FET, переменного резистора и небольшой батареи. Для оптимальной термической стабильности полевой транзистор FET должен быть смещен вблизи точки нулевого температурного коэффициента. D S R S – + R L Изменение напряжения питания или изменение импеданса нагрузки изменит I D лишь в незначительной степени из-за низкой выходной проводимости g oss . I D = (V DS )(g oss ) (3) Величина g oss является важным аспектом точности источника постоянного тока, где напряжение питания может изменяться.Поскольку g oss может варьироваться от менее 1 Ом до более 50 Ом в зависимости от типа FET, динамическое сопротивление может быть от более 1 МОм до менее 20 кОм. Это соответствует диапазону стабильности тока от 1 до 50 А на вольт. Значение g oss также зависит от рабочей точки. Выходная проводимость g os уменьшается примерно линейно с I D . Отношение соответствует IDI DSS g oss g oss (4) NO TAG Рисунок 1. Полевой транзистор Ток Источник, где g oss = g oss (5) Всякий раз, когда FET работает в области насыщения по току, его выходная проводимость очень низка.Это происходит всякий раз, когда напряжение сток-исток V DS как минимум на 50 % превышает напряжение отсечки V GS(off) . FET может быть смещен для работы в качестве источника постоянного тока при любом токе ниже его тока насыщения I DSS . Базовое смещение Source Для данного устройства, где известны I DSS и V GS(off), приблизительное V GS, необходимое для данного ID, составляет V GS V GS(off)1 – IDI DSS 1k (1 ) когда V GS = 0 (6) Так как V GS → V GS(off) , g oss → Zero.Для лучшего регулирования I D должен быть значительно меньше, чем I DSS . Каскадирование для низкого коэффициента усиления. Можно добиться гораздо более низкого коэффициента усиления на единицу внутреннего диаметра путем каскадного включения двух полевых транзисторов FET, как показано на рис. 2. DSQ 1 SDQ 2, где k может варьироваться от 1,8 до 2,0, в зависимости от по геометрии устройства. Если K = 2,0, последовательный резистор RS, необходимый между истоком и затвором, равен RSV GS или RISV GS(off) DI 1– DIDI DSS (2) Рисунок 2. Каскад RS – + V DD FET Текущий Источник RL Обновления этой заметки о приложении можно получить по факсу, позвонив в Siliconix FaxBack, 1-408-970-5600.Пожалуйста, запросите FaxBack документ № 70596. Siliconix 10-Mar-97 1

Источник/ограничитель постоянного тока на полевых транзисторах — Vishay / the-fet-constant-current-source-limiter-vishay.pdf / PDF4PRO

1 AN103 Siliconix10-Mar-97 1 FET Источник/ограничитель постоянного тока Введение Сочетание низкого рабочего напряжения и высокого выходного импеданса делает полевой транзистор привлекательным в качестве источника постоянного тока . Источник тока с регулируемым током (рис. 1) может быть построен с полевым транзистором, переменным резистором и небольшой батареей.Для оптимальной термической стабильности полевой транзистор должен иметь смещение, близкое к нулевому температурному коэффициенту. Это происходит всякий раз, когда напряжение сток-исток VDS как минимум на 50 % превышает напряжение отсечки VGS(off). Полевой транзистор может быть смещен для работы в качестве источника постоянного тока при любом токе ниже его насыщения ток Смещение источника )VGS VGS(off) 1 IDIDSS 1 k где k может варьироваться от до , в зависимости от геометрии устройства.

2 Если K = , последовательный резистор RS, требуемый между истоком и затвором, равен(2)RS VGSIDилиRS VGS(off)ID 1 IDIDSS Изменение напряжения питания или изменение импеданса нагрузки изменит ID лишь на небольшой коэффициент из-за низкой выходной проводимости. ID = (VDS)(goss)(3)Величина goss является важным аспектом точности источника постоянного тока , где напряжение питания может изменяться. Поскольку goss может варьироваться от менее 1 Ом до более 50 Ом в зависимости от типа полевого транзистора, динамическое сопротивление может быть от более 1 МОм до менее 20 кОм.Это соответствует диапазону стабильности тока от 1 до 50 А на вольт. Значение госса также зависит от рабочей точки. Выходная проводимость уменьшается примерно линейно с ID. Связь такова: (4) IDIDSS gossg oss, где goss = g oss (5), когда VGS = 0 (6) Так как VGS VGS (выкл.), goss Zero.

3 Для наилучшего регулирования ID должен быть значительно меньше, чем для Low gossМожно добиться гораздо более низкого goss на единицу ID путем каскадирования двух полевых транзисторов, как показано на рисунке +SDРисунок FET текущий SourceVDDRSRLQ2Q1 Обновления к этому примечанию к приложению можно получить через по факсу, позвонив в Siliconix FaxBack, 1-408-970-5600.Пожалуйста, запросите документ FaxBack # 2 Siliconix10-Mar-97 DSDS + + +(a)(b)Рисунок FET VGS1 = 0Q2Q1 VGS2gfs2goss2I2 VDS2goss1 VDS1 = VGS2= IO/goss1 IOVONow, ID регулируется Q1 и VDS1 = VGS2. Постоянное значение ID управляется RS и Q1. Однако Q1 и Q2 влияют на текущую стабильность . Выходная проводимость схемы определяется следующим образом: RS 0), выходная проводимость схемы значительно ниже, чем при проектировании любого каскадного полевого транзистора с источником тока , оба полевых транзистора должны работать с соответствующим напряжением сток-затвор, то есть VDG u VGS(off), предпочтительно VDG u 2 VGS( off)(10)Если VDG < 2 VGS(off), то госс значительно увеличится, а проход цепи ухудшится.]

4 Например: AJFET может иметь типичный goss = 4 мс при VDS = 20 В и VGS = 0. При VDS VGS(off) = 2 В, goss 100 лучших полевых транзисторов для текущих источников — это те, которые имеют длинные затворы и, следовательно, очень низкий госс. Siliconix2N4340, J202 и SST202 имеют типичный показатель goss = 2 мСм при VDS = 20 В. Эти устройства в схеме на рис. 4 обеспечивают источник тока , регулируемый от 5 мА до мА, с внутренним импедансом более 2 МОм для таких типов компонентов Siliconix, как 2N4392, J112 и SST112 могут обеспечить 10 мА или выше +30 В. Рисунок , ток Источник RS = 1 MWRS = 1 MWRS200 Вт (дополнительно). каждая группа.Этот метод распространен в каскадной схеме большого объема на рис. 5, обеспечивает ток, регулируемый от 2 мА до мА, с внутренним сопротивлением более 10 +30 В DSQ2Q1100 Вт (дополнительно) SIRCEAN103 SILICONIX10-MAR-97 3CR470CR430CR390CR360CR330CR390CR360CR330CR300CR270CR24 0CR220CR200CR180CR160 CR220CR200CR180CR160COR2J501J500 Часть SST / J502J501J500 ЧАСТЬ РЕГУЛИРОВАНИЕ Ток (MA) Рисунок серии Текущий текущий Регулятор Rangeto-18 2-LeadpackageJ = до-226AA 2-LIVE PUBAGEST = TO-236 (SOT-23)

5 ПакетIFVFSST/J510 SST/J509 SST/J508 SST/J507 SST/J506 SST/J505 SST/J511 Стандартные двухвыводные устройстваSiliconix предлагает специальную серию двухвыводных JFET с резистором, изготовленным на устройстве, таким образом создавая «10% текущего диапазона .Устройства доступны в диапазонах от мА (CR160) до мА (CR470). Для конструкций, требующих «20% тока в диапазоне , Siliconix предлагает устройства с номиналом от мА типичный (J500) мА типичный (J511) в двухвыводном корпусе TO-226A ( TO-92).Серия SST502 доступна в поверхностном монтажеTO-236 (SOT-23).Каждое из этих двухвыводных устройств можно использовать для замены нескольких типовых 6 серий текущих диапазонов этих двух устройств.Дополнительная информация содержащихся в отдельных листах данных, приведенных в других местах этого справочника, или в серии Siliconix CR160, гарантирует минимальное пиковое рабочее напряжение 100 В при типичном 180 В.

6 Серия J500 имеет минимальное напряжение 50 В при типичном значении 100 В. Устройства с меньшим током в обеих сериях обеспечивают превосходное регулирование тока вплоть до 1 резистора. VGS(выкл.) по минимальным/максимальным характеристикам и от устройства к устройству с простым смещением истока тока источника, как показано на рис. 1, разработчик может графически рассчитать RS, который наилучшим образом соответствует требуемому стоку тока ID.На рисунке 7, на котором показано, что ID в зависимости от VGS в диапазоне температур военного назначения показывает результирующий ID для различных значений линий RS, построенных путем рисования наклона желаемого значения RS, начиная с начала координат, например. RS = 2 k удобная точка на оси X Y для обозначения VGSID из 2 k, например VGS = V и ID = , проведите прямую линию от этой точки до пересечения этой линии RS, и идентификатор устройства по сравнению с VGS будет рабочим идентификатором.

7 В этом примере результирующий ID = мА при TJ = 25 C. Точки пересечения TJ = 55 C и 125 C показывают минимальное изменение. Обратите внимание, что JFET имеют ID ток , где нет изменений с температурой вариация.Для достижения этого 0TC напряжение VGS (ID x RS) приблизительно равно: VGS(0TC) ] VGS(off) V(11)AN103 4 Siliconix10-Mar-97 Рис. (мА)IDVDS = от 4 до 20 V2N4339 maxSST/J202 (нижний уровень) = 55 C125 CRS = k1 k2 k5 k10 k20 k25 CРисунок Смещенный сток- ток по сравнению с истоком Сопротивление истока (кВт) Ток стока (IDA)mVDD = от 5 до 30 VTJ = 25 C, если не указано иное101100TJ = 55 C125 C2N/PN4119 ASST4119 Max2N/PN4118 ASST4118 Max2N/PN4119 ASST4119 Min2N/PN4118 ASST4118 Min2N/PN4117 ASST4117 Min2N/PN4117 против тока смещения2 Drain.909 ASST4224-Drain.9 ASST4234

8 Источник Сопротивление истока (кВт) Слив Ток (мА)ID1 VDD = от 4 до 20 VTJ = 25 C кроме как = 55 Mar-97 5 Выбор подходящего полевого транзистора для смещения источникаКаждое техническое описание устройства Siliconix включает типичные передаточные кривые, которые можно использовать, как показано на рисунке. Популярные устройства идеально подходят для источников тока со смещением источника, охватывающих от нескольких мА до 20 мА. Чтобы помочь разработчику, устройства в таблице 1 были построены так, чтобы показать сток , ток , ID, в зависимости от сопротивления истока, RS, на рисунках 8, 9 и 10.Большинство графиков включают вероятные вариации идентификатора в наихудшем случае для конкретного RS. Для более жесткого контроля тока производственная партия JFET может быть разделена на диапазоны с соответствующим выбором резистора для 1: Рекомендации по устройству смещения истока Практический идентификатор диапазона тока (мА) Сквозное отверстие Смещенный сток — ток по сравнению с

9 Сопротивление истока10 RSVDD = от 5 до 30 VTJ = 25 C, если не указано иное125 C2N4393, SST/J113 MaxMid2N4392, SST/J112 Мин. 2N4392, SST/J112 Мин. Понижающий регулятор тока для управления мощными светодиодами

%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > поток BroadVision, Inc.2019-07-01T10:34:14+02:002019-07-01T08:19:18+02:002019-07-01T10:34:14+02:00application/pdf

  • NCV30161 — постоянный ток Регулятор для управления светодиодами высокой мощности
  • zbj7ng
  • NCV30161 — это гистерезисный понижающий драйвер постоянного тока для мощных светодиодов. Идеально подходит для промышленных и автомобильных приложений с использованием минимального количества внешних компонентов.NCV30161 работает в диапазоне входного напряжения от 6,3 В до 40 В. Гистерезисное управление обеспечивает хорошее подавление напряжения питания и быструю реакцию во время переходных процессов нагрузки и ШИМ-управления яркостью светодиодных матриц различного количества и типа. Специальный вход ШИМ (DIM/EN) обеспечивает широкий диапазон импульсного диммирования, а высокая частота переключения позволяет использовать внешние компоненты меньшего размера, что позволяет минимизировать пространство и стоимость. Функции защиты включают запрограммированный резистором постоянный ток светодиода, защиту светодиода от короткого замыкания, пониженное напряжение и отключение при перегреве.NCV30161 доступен в корпусе DFN10 размером 3 x 3 мм со смачиваемыми боковыми сторонами.
  • Acrobat Distiller 19.0 (Windows)uuid:082716ff-3d35-474a-8dc1-556d5c6326c0uuid:798b4ad8-a130-4825-9774-23e0a779900e конечный поток эндообъект 6 0 объект > эндообъект 7 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > эндообъект 18 0 объект > эндообъект 19 0 объект > эндообъект 20 0 объект > поток HW]o:}1KR%],H»MƷ}Hj˱ZYrCRrdqҢH#;33g?8 #`[email protected]/9]WcHP’raryT|5A4iɴӑP4] _8w>msA!,.WUu&MHr

    2 объяснения лучших схем ограничителя тока

    В посте объясняются 2 простые схемы универсального регулятора тока, которые можно использовать для безопасной работы любого светодиода высокой мощности.

    Описанная здесь универсальная схема ограничения тока светодиодов высокой мощности может быть интегрирована с любым грубым источником питания постоянного тока для получения выдающейся защиты от перегрузки по току для подключенных светодиодов высокой мощности.

    Почему ограничение тока имеет решающее значение для светодиодов

    Мы знаем, что светодиоды — это высокоэффективные устройства, способные производить ослепительное освещение при относительно низком потреблении, однако эти устройства очень уязвимы, особенно к теплу и току, которые являются взаимодополняющими параметрами и влияют на светодиод представление.

    Применительно к светодиодам высокой мощности, которые выделяют значительное количество тепла, вышеперечисленные параметры становятся критически важными.

    Если светодиод питается от более высокого тока, он будет нагреваться сверх допустимого и выйдет из строя, и наоборот, если рассеивание тепла не контролировать, светодиод начнет потреблять больше тока, пока не разрушится.

    В этом блоге мы изучили несколько универсальных микросхем для рабочих лошадей, таких как LM317, LM338, LM196 и т. д., которым приписывают множество выдающихся возможностей регулирования мощности.

    LM317 предназначен для работы с токами до 1,5 А, LM338 рассчитан на ток до 5 А, а LM196 рассчитан на ток до 10 А.

    Здесь мы используем эти устройства для ограничения тока для светодиодов самыми простыми способами:

    Первая схема, приведенная ниже, сама по себе проста, используя всего один рассчитанный резистор, ИС можно сконфигурировать как точный регулятор тока или ограничитель.

    ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ВЫШЕУКАЗАННОЙ ЦЕПИ

    Расчет резистора ограничения тока

    На рисунке показан переменный резистор для настройки контроля тока, однако R1 можно заменить постоянным резистором, рассчитав его по следующей формуле:

    R1 (ограничительный резистор) = Vref/ток

    или R1 = 1.25/ток.

    Мощность R1 = 1,25 x ток

    Ток может быть разным для разных светодиодов и может быть рассчитан путем деления оптимального прямого напряжения на его мощность, например, для светодиода мощностью 1 ватт ток будет 1/3,3 = 0,3 ампер или 300 мА, ток для других светодиодов можно рассчитать аналогичным образом.

    Приведенная выше цифра поддерживает максимальный ток 1,5 А. Для больших диапазонов тока микросхему можно просто заменить на LM338 или LM196 в соответствии со спецификациями светодиода.

    Прикладные схемы

    Изготовление светодиодной лампы с регулируемым током.

    Вышеприведенная схема может быть очень эффективно использована для создания прецизионных цепей светодиодных трубок с регулируемым током.

    Ниже показан классический пример, который можно легко изменить в соответствии с требованиями и спецификациями светодиодов.

    Схема драйвера светодиода постоянного тока мощностью 30 Вт

    Последовательный резистор, подключенный к трем светодиодам, рассчитывается по следующей формуле:

    R = (напряжение питания – общее прямое напряжение светодиода) / ток светодиода Вт) = (напряжение питания – общее прямое напряжение светодиода) x ток светодиода

    R = (12 — 3.3+3,3+3,3)/3 ампер

    R= (12 — 9,9)/3

    R = 0,7 Ом

    R Вт = V x A = (12-9,9) x 3 = 2,1 x 3 = 6,3 Вт

    Ограничение тока светодиода с помощью транзисторов

    Если у вас нет доступа к микросхеме LM338 или устройство недоступно в вашем регионе, вы можете просто настроить несколько транзисторов или биполярных транзисторов и сформировать эффективную схему ограничения тока для вашего светодиода.

    Схему схемы управления током на транзисторах можно увидеть ниже.Конструкция является примером ограничителя тока светодиода мощностью 100 Вт с входным напряжением 35 В и максимальным ограничением тока 2,5 А.

    PNP Вариант вышеуказанной схемы

    Как рассчитать резисторы

    Для определения R1 можно использовать следующую формулу:

    R1 = (Us — 0,7) Hfe/ток нагрузки,

    , где Us = напряжение питания, Hfe = коэффициент усиления прямого тока T1, ток нагрузки = ток светодиода = 100 Вт/35 В = 2,5 А

    R1 = (35 — 0.7) 30/2,5 = 410 Ом,

    Мощность резистора выше будет P = V 2 / R = 35 x 35 / 410 = 2,98 или 3 Вт

    R2 можно рассчитать, как показано ниже:

    R2 = 0,7/ток светодиода
    R2 = 0,7/2,5 = 0,3 Ом, мощность
    можно рассчитать как = 0,7 x 2,5 = 2 Вт обработки более высокого тока и мощности. поэтому для приложений, требующих сильного ограничения тока, для нагрузок с высокой мощностью вместо T1 можно использовать полевой МОП-транзистор.

    Нагрузочная способность MOSFET по току зависит от его номиналов V DS и I DS в зависимости от температуры корпуса. Это означает, что полевой МОП-транзистор сможет выдержать величину тока, определяемую произведением его V DS x I DS , при условии, что температура корпуса не превышает 40 градусов Цельсия.

    Это может показаться практически невозможным, поэтому фактический лимит будет определяться количеством V DS и I DS , что позволяет устройству работать ниже отметки 40 градусов Цельсия.

    Вышеупомянутые схемы ограничения тока на основе BJT можно модернизировать, заменив T1 на MOSFET, как показано ниже:

    Расчет номинала резистора останется таким же, как описано выше для версии BJT

    Переменная схема ограничения тока

    We может легко преобразовать описанный выше фиксированный ограничитель тока в универсальную схему ограничителя переменного тока.

    Использование транзистора Дарлингтона

    В этой схеме регулятора тока используется пара Дарлингтона T2/T3, соединенная с T1 для реализации контура отрицательной обратной связи.

    Работу можно понять следующим образом. Допустим, входной источник тока I начинает расти из-за высокого потребления нагрузкой по какой-то причине. Это приведет к увеличению потенциала на резисторе R3, что приведет к увеличению потенциала базы/эмиттера T1 и к проводимости на его коллекторе-эмиттере. Это, в свою очередь, приведет к тому, что базовое смещение пары Дарлингтона станет более обоснованным. Из-за этого увеличение тока будет противодействовать и ограничиваться нагрузкой.

    Включение подтягивающего резистора R2 гарантирует, что T1 всегда проводит с постоянным значением тока (I), как устанавливается по следующей формуле. Таким образом, колебания напряжения питания не влияют на действие схемы по ограничению тока.

    R3 = 0,6 / I

    Здесь I — ограничение тока в амперах в соответствии с требованиями приложения.

    Еще одна простая схема ограничения тока

    В этой концепции используется простая схема с общим коллектором биполярного транзистора. который получает базовое смещение от переменного резистора 5 кОм.

    Этот потенциометр помогает пользователю настроить или установить максимальный ток отключения для выходной нагрузки.

    При показанных значениях выходной ток отключения или предельный ток можно установить в диапазоне от 5 мА до 500 мА.

    Хотя из графика видно, что процесс отключения тока не очень резкий, на самом деле его вполне достаточно для обеспечения надлежащей защиты выходной нагрузки от ситуации перегрузки по току.

    0 comments on “Регулятор тока на полевом транзисторе: Стабилизаторы напряжения на полевых транзисторах: схема включения и регулировки

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.