19 | 10 | 2018
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3770
Просмотры материалов : 8954247

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
Сейчас на сайте:
  • 19 гостей
  • 2 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Все про электронику


Мультипликаторы напряжения PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
17.01.2017 08:05


Умножитель напряжения является специализированным выпрямитель цепи производит выходной сигнал , который теоретически целое число раз пик переменного тока на входе, например, 2, 3 или 4 раза пик входного переменного тока. Таким образом, можно получить 200 В постоянного тока от 100 В переменного тока пика источника с помощью дублера, 400 В постоянного тока от учетверителя. Любая нагрузка в практической схеме позволит снизить эти напряжения.

Приложение удвоением напряжения является источник питания постоянного тока может использовать либо 240 В переменного тока или 120 В переменного тока источника. Питания используется переключатель выбран двухполупериодный мост производить около 300 В постоянного тока от источника 240 В переменного тока. Положение 120 В переключателя повторно едет мост в качестве дублера производит около 300 В постоянного тока от 120 В переменного тока. В обоих случаях, 300 В постоянного тока производится. Это является входом импульсного стабилизатора напряжения производит более низкие для питания, например, персональный компьютер.

Удвоитель напряжения полуволна на рисунке ниже (а) состоит из двух схем: фиксатора на (б)

и пиковый детектор (однополупериодного выпрямителя) на рис до ,

который показан в модифицированной форме на рисунке ниже (с). С2 добавлен к пиковому детектору (однополупериодного выпрямителя).




Удвоитель напряжения Полуволновая (а) состоит из (б) и фиксатором (с) однополупериодного выпрямителя.

Как показано выше (б), С2 заряжается до 5 В (4,3 В с учетом падения диод) на отрицательном полупериоде входного переменного тока. Правый конец заземлен проводящим D2. Левый конец заряжается при отрицательном пике входного переменного тока. Это операция фиксатора.

Во время положительного полупериода, полуволны выпрямитель вступает в игру на рисунке выше (с). Диод D2 находится вне контура, так как он смещен в обратном направлении. С2 теперь последовательно с источником напряжения. Обратите внимание на полярность генератора и С2, серия пособничество. Таким образом, выпрямитель D1 видит в общей сложности 10 V на пике синусоиды, 5 В от генератора и 5 V от С2.

D1 проводит формы волны V (1) (рис ниже ),

зарядки C1 до пика синусоиды верхом на 5 В постоянного тока (рис ниже V (2)). Форма сигнала V (2), представляет собой вывод дублера, стабилизирующего на 10 В (8,6 В с диодом капель) после нескольких циклов синусоидального входного сигнала.

 * SPICE 03255.eps
 C1 2 0 1000p
 D1 1 2 диода
 C2 4 1 1000p
 D2 0 1 диод
 V1 4 0 SIN (0 5 1k)
 .MODEL диод d
 .tran 0.01M 5м
 .конец

Удвоитель напряжения: v (4) вход. v (1) этап фиксатора. V (2) этап однополупериодного выпрямителя, которая является выходным удвоитель.

Удвоитель напряжения двухполупериодного состоит из пары рядов сложены полуволны выпрямителей. (Рисунок ниже )

Соответствующий список соединений на рисунке ниже . Нижний выпрямитель заряжает С1 на отрицательном полупериоде входного сигнала. Верхний выпрямитель заряжает С2 на положительный полупериод. Каждый конденсатор берет на заряд 5 В (4,3 В с учетом падения диода). Выходной сигнал на узле 5 является серия в общей сложности С1 + С2 или 10 В (8,6 В с диодными капель).

 * SPICE 03273.eps
 * R1 3 0 100k
 * R2 5 3 100k
 D1 0 2 диода
 D2 2 5 диод
 C1 3 0 1000p
 C2 5 3 1000p
 V1 2 3 SIN (0 5 1k)
 .MODEL диод d
 .tran 0.01M 5м
 .конец

Двухполупериодное удвоитель напряжения состоит из двух полуволновых выпрямителей , работающих на переменном полярности.

Обратите внимание , что выходной сигнал V (5) На рисунке ниже достигает полного значения в пределах одного цикла входного V (2) экскурсии.




Двухполупериодное удвоением напряжения: v (2) вход, v (3) напряжение в средней точке, v (5) напряжение на выходе

На рисунке ниже показан вывод двухполупериодного удвоитель из пары противоположных выпрямителей полярности полуволн (а). Отрицательный выпрямитель пары перерисовывается для ясности (б). Оба объединены в (с) обмена той же земле. В (г) отрицательный выпрямителя повторно проводной использовать один источник напряжения с положительным выпрямителя. Это дает ± 5 В (4,3 В с падением диод) источника питания; хотя, 10 В измеримо между двумя выходами. Первый опорная точка перемещается так, что +10 доступна по отношению к земле.




Двухполупериодное дублер: (а) пара дублеров, (б) перерисовывается, (с) делить землю, (d) имеют один и тот же источник напряжения. (е) переместить точку заземления.

Утроитель напряжения (рисунок ниже ) строится из комбинации удвоитель и полуволнового выпрямителя (C3, D3). Однополупериодного выпрямителя производит 5 В (4,3 В) в узле 3. дублер обеспечивает другой 10 В (8,4 В) между узлами 2 и 3. в общей сложности на 15 В (12,9 В) на выходе узла 2 относительно земля.

Список соединений на рисунке ниже .




Утроитель напряжения состоит из удвоитель сложенной на вершине одной ступени выпрямителя.

Заметим , что V (3) на рисунке ниже повышается до 5 В (4,3 В) на первом отрицательного полупериода. Ввод v (4) сдвигается вверх на 5 В (4,3 В) из-за 5 V от однополупериодного выпрямителя. И 5 V больше на V (1) в связи с фиксатором (C2, D2). D1 заряжает C1 (формы сигнала V (2)) к пиковому значению V (1).

 * SPICE 03283.eps
 C3 3 0 1000p
 D3 0 4 диода
 C1 2 3 1000p
 D1 1 2 диода
 C2 4 1 1000p
 D2 3 1 диод
 V1 4 3 SIN (0 5 1k)
 .MODEL диод d
 .tran 0.01M 5м
 .конец

Утроитель Напряжение: v (3) однополупериодного выпрямителя, v (4) вход + 5 V, v (1) фиксатор, v (2) конечный результат.

Учетверителя напряжение сложены сочетание двух дублеров , показанных на рисунке ниже . Каждый удвоитель обеспечивает 10 В (8,6 В) на общую серии на узле 2 по отношению к земле 20 В (17,2 В).


Список соединений на рисунке ниже .




Учетверителя напряжения, состоящий из двух дублеров укладываются в ряд, с выходом в узле 2.

Формы волны в учетверителя показаны на рисунке ниже . Два выхода постоянного тока доступны: v (3), выход удвоителя и v (2) выход учетверителя. Некоторые из промежуточных напряжений на фиксаторов показывают, что входной синусоиды (не показан), который качается на 5 В, последовательно зажимают на более высоком уровне: в V (5), V (4) и V (1). Строго v (4) не является выходом фиксатора. Это просто источник напряжения переменного тока в серии с V (3) выход дублера. Тем не менее, v (1) не является зафиксированный версия V (4)

 * SPICE 03441.eps
 * SPICE 03286.eps
 C22 4 5 1000p
 C11 3 0 1000p
 D11 0 5 диод
 D22 5 3 диода
 C1 2 3 1000p
 D1 1 2 диода
 C2 4 1 1000p
 D2 3 1 диод
 V1 4 3 SIN (0 5 1k)
 .MODEL диод d
 .tran 0.01M 5м
 .конец

Учетверителя Напряжение: напряжение постоянного тока при наличии у (3) и v (2). Промежуточные формы волны: фиксаторов: V (5), v (4), v (1).

Некоторые замечания о умножителей напряжения в порядке в этой точке. Параметры цепи, используемые в примерах (V = 5 В 1 кГц, C = 1000 пф) не обеспечивают большого тока, мкА. Кроме того, нагрузочные резисторы были опущены. Загрузка снижает напряжение от показанных. Если цепи должны управляться источником кГц при низком напряжении, как и в примерах, конденсаторы, как правило, от 0,1 до 1,0 мкФ, так что миллиампер тока доступны на выходе. Если мультипликаторы приводятся в движение от 50/60 Гц, конденсатор нескольких сотен до нескольких тысяч микрофарад обеспечить сотни миллиампер выходного тока. Если ведомый от напряжения сети, обратите внимание на полярность и номинальное напряжение конденсаторов.

Наконец, любая прямая линия управляемый источник питания (без трансформатора) опасно для экспериментатора и линии управлением испытательного оборудования. Коммерческие прямым приводом поставок являются безопасными, так как опасные схемы в корпусе для защиты пользователя. Когда макетирование этих схем с электролитические конденсаторы любого напряжения, конденсаторы могут взорваться, если полярность обратная. Такие схемы должны быть питание за защитным экраном.


Умножитель напряжения каскадных полуволновых дублеров произвольной длины известна как умножитель Кокрофта-Уолтона , как показано на рисунке ниже . Этот коэффициент используется, когда высокое напряжение при низком токе требуется. Преимущество по сравнению с обычного источника является то, что дорогой трансформатор высокого напряжения не required- по крайней мере, не столь высок, как выход.




Кокрофт-Уолтон x8 умножителя напряжения; Выход на V (8).

Пара диодов и конденсаторов слева от узлов 1 и 2 на рис выше

представляют собой полуволновой удвоитель. Вращающиеся диоды 45 о направлении против часовой стрелки, а нижний конденсатор 90 O делает его похожим

Рисунок до (а). Четыре из секций удвоителя каскадируются вправо для теоретического коэффициента умножения x8. Узел 1 имеет форму волны фиксатором (не показан), синусоиды сдвинуты вверх 1x (5 В). Остальные нечетные узлы синусоид зажат последовательно более высокие напряжения.

Узел 2, выход первого дублера, является напряжение V 2x постоянного тока (2) на рисунке ниже . Последовательные даже номерные узлы взимать последовательно более высоких напряжений: v (4), v (6), v (8)

 D1 7 8 диод
 C1 8 6 1000p
 D2 6 7 диод
 C2 5 7 1000p
 D3 5 6 диод
 C3 4 6 1000p
 D4 4 5 диод
 C4 3 5 1000p
 D5 3 4 диода
 C5 2 4 1000p
 D6 2 3 диода
 D7 1 2 диода
 C6 1 3 1000p
 C7 2 0 1000p
 C8 99 1 1000p
 D8 0 1 диод
 V1 99 0 SIN (0 5 1k)
 .MODEL диод d
 .tran 0.01M 50m
 .конец

Кокрофт-Уолтон (x8) формы волны. Выход v (8).

Без диода падает, каждый уступает удвоителя 2Vin или 10 В, с учетом двух диодных капель (10-1.4) = 8,6 V является реалистичным. В общей сложности 4 дублеров можно ожидать 4 · 8,6 = 34,4 V из 40 В. Consulting Рисунок выше , v (2) о праве, однако, v (8) <30 V вместо ожидаемых 34,4 В. Бане умножителя Коккрофт-Walton является то, что каждый дополнительный этап добавляет меньше, чем на предыдущей стадии. Таким образом, практическое ограничение на количество этапов существует. Можно преодолеть это ограничение с модификацией к основной цепи. [ABR] Также обратите внимание на временную шкалу 40 мс по сравнению с 5 мс для предыдущих схем. Это потребовало 40 мс для напряжения подняться до конечной стоимости для этой схемы.

Список соединений на рисунке выше , имеет команду ".tran 0,010 М 50 м" , чтобы продлить время моделирования до 50 мс; хотя только 40 мс отложено.

Мультипликатор Кокрофт-Уолтон служит в качестве более эффективного источника высокого напряжения для фотоумножителей , требующих до 2000 В. [ABR] Кроме того, трубка имеет многочисленные динодами, терминалы , требующие подключения к более низкому напряжению "даже пронумерованные" узлов. Серия строка мультипликатора отводами заменяет теплогенерирующего резистивный делитель напряжения предыдущих конструкций.

Линия переменного тока работает Кокрофта-Уолтона множитель обеспечивает высокое напряжение "ионных генераторов" для нейтрализации электростатического заряда и для очистителей воздуха.

  • ОБЗОР:
  • Умножитель напряжения производит кратное постоянного тока (2,3,4 и т.д.) от максимального входного напряжения переменного тока.
  • Самый основной множитель представляет собой полуволновой дублер.
  • Двухполупериодного двойной является превосходной цепи в качестве дублера.
  • Утроитель представляет собой полуволновой удвоитель и обычный этап выпрямитель (пиковый детектор).
  • Учетверителя представляет собой пару полуволновых дублеров
  • Длинная череда полуволновых дублеров известен как умножитель Кокрофта-Уолтона
 
Индукционно коммутирующие схемы PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
17.01.2017 08:09


Популярная использование диодов для смягчения индуктивной "отскока:" импульсы высокого напряжения производится при постоянном токе через индуктор прерывается. Возьмем, к примеру, эту простую схему на рисунке ниже без защиты от индуктивных отдачи.




Индуктивный отброса: (а) Выключатель разомкнут. (б) переключатель замкнут, электронный ток течет от батареи через катушку , которая имеет соответствующий полярности батареи. Магнитное поле хранит энергию. (с) Выключатель разомкнут, ток течет в катушке из - за разрушения магнитного поля. Обратите внимание , изменение полярности на катушке. (d) напряжение катушки в зависимости от времени.

Когда кнопочный переключатель приводится в действие, ток проходит через катушку индуктивности, создавая вокруг него магнитного поля. Когда переключатель де-приводом, его контакты размыкаются, прерывая ток через катушку индуктивности, и в результате чего магнитное поле быстро разрушаться. Поскольку напряжение , индуцированное в катушке провода прямо пропорциональна скорости изменения во времени магнитного потока (Фарадея закон: е = NdΦ / дТ), это быстрый крах магнетизма вокруг катушки производит высокое напряжение "шип".

Если индуктор в вопросе представляет собой электромагнит катушки, например, в соленоид или реле (построенной с целью создания физической силы через ее магнитное поле при подаче напряжения), эффект индуктивного "отскока" не служит полезной цели вообще. На самом деле, это довольно вредно для переключателя, так как он вызывает чрезмерное искрение на контактах, что значительно снижает их срок службы. Из практических методов смягчения переходного процесса высокого напряжения создается , когда переключатель открыт, никто так просто , как так называемый коммутирующего диода на рисунке ниже .




Индуктивный отброса с защитой: (а) Выключатель разомкнут. (б) переключатель замкнут, накопления энергии в магнитном поле. (с) Выключатель открытой, индуктивный отброса замкнута диодом.

В этой схеме диод помещается параллельно с катушкой, таким образом, что она будет обратном смещении, когда напряжение постоянного тока прикладывается к катушке через коммутатор. Таким образом, при подаче питания на катушку, диод не проводит никакого тока на рисунке выше (б).

Тем не менее, когда выключатель разомкнут, индуктивность катушки реагирует на снижение тока путем индуцирования напряжения обратной полярности, в попытке сохранить ток на ту же величину и в том же самом направлении. Это внезапное изменение полярности напряжения на катушке вперед смещает диода и диода обеспечивает текущий путь для тока индуктора, так что его накопленная энергия медленно , а не внезапно рассеивается на рисунке выше (с).

В результате напряжение, индуцированное в катушке ее Исчезновение магнитного поля достаточно низкая: лишь прямое падение напряжения на диоде, а не сотни вольт, как и раньше. Таким образом, контакты переключателя испытать падение напряжения, равное напряжению аккумуляторной батареи плюс около 0,7 вольт (если диод кремния) в течение этого времени разряда.



В электронике просторечии, коммутационное относится к изменению полярности напряжения или тока. Таким образом, цель коммутационный диода действовать всякий раз , когда напряжение изменяет полярность, например, на индукционной катушкой , когда ток через него прерывается. Менее формальный термин для коммутирующего диода демпфер, потому что "притормаживаний" или "squelches" индуктивный отдаче.

Заметным недостатком этого метода является то дополнительное время, он придает разряда катушки. Поскольку наведенное напряжение обрезается до очень низкого значения, то его скорость изменения магнитного потока с течением времени сравнительно медленно. Помните , что закон Фарадея описывает магнитный поток указателя скорости изменения (d ^ / д), а пропорциональна наведенного напряжения, мгновенного или v). Если мгновенное значение напряжения ограничивается какой-то низкий показатель, то скорость изменения магнитного потока с течением времени будут точно так же быть ограничена низкой (медленно) фигуры.

Если электромагнит катушка "пренебрежительно" с коммутирующим диодом, магнитное поле будет рассеивать на относительно низкой скоростью по сравнению с первоначальным сценарием (без диода), где поле исчезло почти мгновенно после выхода коммутатора. Количество времени, о котором идет речь, скорее всего, будет меньше, чем одна секунда, но это будет заметно медленнее, чем без коммутационный диод на месте. Это может быть невыносимым следствием, если катушка используется для приведения в действие электромеханического реле, так как реле будет обладать естественной "время задержки", на катушке обесточивания и нежелательные задержки даже доли секунды может посеять хаос в некоторых схем.

К сожалению, нельзя исключить переходный процесс высокого напряжения индуктивного отдачи и поддерживать быструю де-намагниченность катушки: Закон Фарадея не будет нарушена. Тем не менее, если медленная де-намагниченность является неприемлемым, компромисс может быть достигнуто между переходного напряжения и времени, позволяя напряжение катушки подняться до некоторого более высокого уровня (но не настолько высокой, без коммутационный диод на месте). Схема на рисунке ниже показано , как это можно сделать.




(а) Коммутирующий диод с резистором. (б) Форма кривой напряжения. (с) уровень, без диода. (d) уровень с диодом, не резистор. (е) уровень Компромисс с диодом и резистором.

Резистор помещен последовательно с коммутирующего диода позволяет индуцированное напряжение катушки, чтобы подняться до уровня выше, чем прямого падения напряжения диода, тем самым ускоряя процесс де-намагниченности. Это, конечно же, будет размещать контакты реле под напряжением большим, и поэтому резистор должен иметь такие размеры, чтобы ограничить это переходное напряжение на приемлемом максимальном уровне.

 
Диод схем переключения PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
17.01.2017 08:10

Диод схем переключения

Глава 3 - Диоды и Выпрямители


Диоды могут выполнять переключение и цифровых логических операций. Вперед и обратного смещения переключения диода между состояниями с низким и высоким сопротивлением, соответственно. Таким образом, он служит в качестве переключателя.

логика

Диоды может выполнять цифровые логические функции: AND, OR и. Диод логика использовалась в ранних цифровых вычислительных машин. Он находит только ограниченное применение сегодня. Иногда удобно моде одного логический элемент из нескольких диодов.




Диод И вентиль

И ворота показано на рисунке выше . Логические элементы имеют входы и выход (Y), которая является функцией входов. Входы в ворота высокие (логика 1), скажем, 10 V, или низкий, 0 В (логический 0). На чертеже логические уровни генерируются с помощью переключателей. Если переключатель вверх, вход эффективно высокий (1). Если переключатель вниз, он подключается диод катодом на землю, что является низким (0). Выход зависит от комбинации входов на A и B. Входные и выходные обычно записаны в "таблице истинности" на (с), чтобы описать логику ворот. В (а) все входы высокого (1). Это записано в последней строке таблицы истинности в (с). Выход, Y, высокий (1) в связи с V + на верхней части резистора. Оно не зависит от открытых выключателей. В (б) выключатель А тянет катод диода, подключенного низкого, притягивая выход Y низкий (0,7 В). Это записано в третьей строке таблицы истинности. Вторая строка таблицы истинности описывает выход с переключателями из обращенных (б). Переключатель B тянет диод и низкий выход. В первой строке таблицы истинности recordes Выход = 0 для обоих входа низкого (0). Таблица истинности описывает логическую функции. Резюме: как входы А и B высокие урожаи высокий (1) из.

Два ввода логического элемента ИЛИ состоит из пары диодов показано на рисунке ниже . Если оба входа Низкий логический уровень на (а), как моделируется как переключатели "вниз", выход Y тянут низко резистором. Эта логика ноль записывается в первой строке таблицы истинности в (с). Если один из входов высок, как в (б), или другой вход имеет высокий уровень или высокий оба входа, диод (ы) проводят (ы), потянув высокий выход Y. Эти результаты заказана во втором через четвертую строки таблицы истинности. Резюме: любой вход "высокого" высокий на Y.




OR ворота: (а) Первая линия, правда таблица (ТТ). (б) Третья линия TT. (d) логическое ИЛИ питающей сети питания и резервного питания.

Резервная батарея может быть OR-проводной линии с управлением источник питания постоянного тока на рисунке выше (г) для питания нагрузки, даже при отключении электропитания. С питания переменного тока, настоящее время полномочия линии питания с нагрузкой, при условии, что это более высокое напряжение, чем батарея. В случае сбоя питания, напряжение сети падает до 0 В; полномочия батареи нагрузки. Диоды должно быть последовательно с источниками питания, чтобы предотвратить сбой питания линии от разрядки аккумуляторной батареи, и чтобы предотвратить его по зарядке батареи, когда линия питания доступна. Есть ли сохранить ваш компьютер компьютер его настройки BIOS при отключении питания? Имеет ли ваш видеомагнитофон (кассетный видеомагнитофон) сохраняют настройки после сбоя питания часов? (Не PC Да, старый видеомагнитофон нет, да новый видеомагнитофон.)

аналоговый ключ

Диоды могут переключить аналоговые сигналы. Обратный предвзятым диод, как представляется, обрыв цепи. Переднее предвзято диод с низким сопротивлением проводника. Единственная проблема заключается в выделении сигнала переменного тока, перешли от управляющего сигнала постоянного тока. Схема на рисунке ниже представляет собой параллельный резонансный сети: резонансный индуктор настройки параллельно одной (или более) коммутируемых резонатора конденсаторов. Это параллельный LC-резонансный контур может быть преселектором фильтр для радиоприемника. Это может быть частота определения сети генератора (не показан). Цифровые линии управления может приводиться в движение с помощью микропроцессорного интерфейса.




Диод переключатель: цифровой сигнал управления (низкий) выбирает резонатор конденсатора путем смещения вперед диод переключения.

Большая величина блокировки постоянного тока конденсатор основания резонансной катушки индуктивности настройки для переменного тока при блокировании DC. Оно будет иметь более низкую реактивность по сравнению с параллельным LC реактивными сопротивлениями. Это предотвращает анодного напряжения постоянного тока от быть замкнута на землю с помощью резонансной настройки индуктора. Переключаемая резонатор конденсатора выбирается путем вытягивания соответствующего цифрового управления на низком уровне. Это вперед смещает диод переключения. Путь тока DC от +5 V через ВЧ дроссель (RFC), переключающего диода, и RFC на землю через цифрового управления. Цель RFC на +5 В это держать переменного тока от источника +5 В.. RFC последовательно с цифровым управлением является сохранение переменного тока от внешнего управления линией. В разделительный конденсатор шорты немного переменного тока утечки через RFC на землю, минуя внешний цифровой линии управления.

Не Со всеми тремя линиями цифрового управления высокой (≥ + 5 В), не переключился резонатор конденсаторы выбраны из-за диода обратного смещения. Натяжение одной или нескольких линий с низким, выбирает один или более переключаемых конденсаторов резонатора, соответственно. Поскольку все больше конденсаторы подключаются параллельно с резонансной настройки индуктора, резонансная частота уменьшается.

Смещен в обратном направлении диод емкость может быть значительным по сравнению с очень высокой частотой или ультра высокочастотных цепей. PIN - диоды могут быть использованы в качестве переключателей для нижней емкости.

 
Стабилитроны PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
17.01.2017 08:11

Стабилитроны

Глава 3 - Диоды и Выпрямители


Если подключить диод и резистор последовательно с источником постоянного напряжения , так что диод вперед предвзятым, падение напряжения на диоде будет оставаться довольно постоянным в широком диапазоне напряжений питания как показано на рисунке ниже (а).

В соответствии с "диодного уравнения" здесь , ток через PN перехода вперед предвзятым пропорциональна е , возведенное в силе прямого падения напряжения. Поскольку это является экспоненциальной функцией, ток возрастает достаточно быстро для умеренного повышения падения напряжения. Другой способ рассмотрения этого сказать, что падение напряжения через переднюю предвзятым диода меняется мало для больших вариаций тока диода. В схеме , показанной на рисунке ниже (а), ток диода ограничен напряжением источника питания, последовательный резистор, и падение напряжения диода, который , как мы знаем , не сильно отличается от 0,7 вольт. Если напряжение питания должны были быть увеличены, падение напряжения на резисторе увеличился бы почти такое же количество, и падение напряжения диода только немного. И наоборот, уменьшение напряжения питания приведет к почти равное уменьшению перепада напряжения резистор, только с небольшим количеством уменьшения перепада напряжения на диоде. Одним словом, мы могли бы суммировать это поведение, говоря , что диод регулирует падение напряжения на примерно 0,7 вольт.

Регулирование напряжения является полезным диодный свойство для использования. Предположим, что мы строим какие-то схемы, которые не могут терпеть изменения в напряжении питания, но необходимо питание от химической батареи, напряжение которого изменяется в течение всего срока службы. Мы могли бы сформировать схему, как показано и подключить цепь, когда требуется постоянное напряжение через диод, где он будет получать неизменные 0,7 вольт.

Это, конечно, работать, но большинство практических схем любого рода требуют напряжения питания свыше 0,7 вольт, чтобы правильно функционировать. Один из способов, мы могли бы увеличить напряжение в точке регулирования будет подключить несколько диодов в серии, так что их отдельные капли прямого напряжения 0,7 вольт каждый бы добавить, чтобы создать большую сумму. Например, если бы мы имели десять диодов в серии, регулируемое напряжение было бы в десять раз 0,7 или 7 вольт на рисунке ниже (б).




Форвард предвзятым Si ссылка: (а) одиночный диод, 0.7В, (б) 10-диодов в серии 7.0V.

До тех пор пока напряжение батареи никогда не просели ниже 7 вольт, там всегда будет около 7 вольт упал через десять-диод "стек".

Если большие регулируемые напряжения необходимо, мы могли бы использовать либо более диодов в серии (в безвкусный вариант, на мой взгляд), или попробовать принципиально иной подход. Известно , что диод прямого напряжения является достаточно постоянной фигурой в широком диапазоне условий, но так обратное напряжение пробоя, и напряжение пробоя , как правило, намного больше , чем прямое напряжение. Если обратная полярность диода в нашем регулятора одного диода схемы и увеличение напряжения питания до точки, где диод "сломалась" (больше не мог выдержать напряжения обратного смещения впечатлил через него), диод будет аналогично регулировать напряжение в этой точке пробоя, не позволяя ей увеличить дальше , как на рисунке ниже (а).




(а) смещен в обратном направлении диод Si малосигнальная ломается при температуре около 100В. (б) Символ для стабилитрона.


К сожалению, когда нормальные выпрямляющие диоды "ломаются", они обычно делают это деструктивно. Тем не менее, можно создать специальный тип диода, который может работать без сбоев пробой полностью. Этот тип диода называется стабилитрон, и его символ выглядит как показано на рисунке выше (б).

Когда вперед предвзятым, стабилитроны ведут себя так же, как стандартные выпрямительные диоды: они имеют прямое падение напряжения, которое следует за "Диод уравнение" и составляет около 0,7 вольт. В режиме обратного смещения, они не проводят , пока приложенное напряжение не достигает или превышает так называемую стабилитрон напряжение, и в этот момент диод способен проводить значительный ток, и при этом будет пытаться ограничить напряжение падает на него , чтобы что точка стабилитроны напряжения. До тех пор пока рассеиваемая мощность этого обратного тока не превышает допустимые пределы перегрева диода, диод не будет нанесен ущерб.

Стабилитроны выпускаются с стабилитроны напряжения в диапазоне от нескольких вольт до сотен вольт. Это стабилитрон напряжение незначительно изменяется с температурой, и, как общие ценности резистор углерода состав, может составлять от 5 до 10 процентов в погрешности от спецификации изготовителя. Тем не менее, эта стабильность и точность , как правило , достаточно для стабилитрон для использования в качестве регулятора напряжения устройства в общей цепи питания на рисунке ниже .




Стабилитрон Регулятор диод цепь, стабилитрон напряжение = 12.6V).

Пожалуйста , обратите внимание ориентации стабилитрона в приведенной выше схеме: диод смещен в обратном направлении, и преднамеренно так. Если бы мы ориентировали диод в "нормальном" пути, с тем, чтобы быть смещенным вперед, было бы только падение 0,7 вольт, так же, как обычный выпрямительный диод. Если мы хотим использовать обратные свойства пробоя этого диода, мы должны работать его в режиме обратного смещения. До тех пор пока остается напряжение питания выше напряжения стабилитрона (12,6 вольт, в этом примере), то падение напряжения через стабилитрон останется примерно 12,6 вольт.



Как и любой полупроводниковый прибор, стабилитрон чувствителен к температуре. Слишком высокая температура уничтожит стабилитрон, и потому, что как падает напряжение и проводит ток, она производит свои собственные тепло в соответствии с законом Джоуля (P = IE). Поэтому, нужно быть осторожным, чтобы разработать схему регулятора таким образом, что рейтинг рассеиваемая мощность диода не превышается. Интересно, что когда стабилитроны не из - за чрезмерной рассеиваемой мощности, они обычно не замкнуты , а не открытым. Диод не удалось таким образом легко обнаруживается: она падает почти до нуля, когда напряжение предвзятым в любом случае, как кусок проволоки.

Рассмотрим регулирующую цепь стабилитрона математически, определения всех напряжений, токов и рассеиваемой мощности. Принимая ту же форму схемы , показанной ранее, мы будем выполнять вычисления , предполагая напряжение стабилитрона 12,6 вольт, напряжение питания 45 вольт, а значение серии резистор 1000 Ом (мы будем рассматривать напряжение стабилитрона быть точно 12,6 вольт , с тем , чтобы избежать того , чтобы квалифицировать все цифры как "приблизительно" на рисунке ниже (а)

Если напряжение стабилитрона составляет 12,6 вольт и напряжение на источник питания составляет 45 вольт, то будет 32,4 вольт сброшенные через резистор (45 вольт - 12,6 вольт = 32,4 вольт). 32.4 вольт падает на 1000 Ω дает 32,4 мА тока в цепи. (Рисунок ниже (б))




(а) регулятор напряжения стабилитрон с 1000 Ом резистор. (б) Расчет падения напряжения и тока.

Мощность рассчитывается путем умножения тока на напряжение (P = IE), так что мы можем вычислить рассеиваемой мощности как для резистора и стабилитрона довольно легко:

Стабилитрон с номинальной мощностью 0,5 Вт будет достаточно, так как бы резистор рассчитан на 1,5 или 2 Вт рассеиваемой.

Если чрезмерное рассеивание мощности вредно, то почему бы не разработать схему для наименьшее количество диссипации возможно? Почему не только размер резистор для очень высокое значение сопротивления, тем самым серьезно ограничивает ток и сохраняя показатели рассеиваемой мощности очень низкая? Возьмем эту схему, например, с 100 кОм вместо 1 кОм. Следует отметить , что как напряжение питания и напряжение зенеровский диода на рисунке ниже идентичны последнему примеру:




Регулятор стабилитрон 100 кОм.

С только 1/100 тока мы имели раньше (324 мкА вместо 32,4 мА), оба показателя рассеиваемой мощности должно быть в 100 раз меньше:

Кажется идеальным, не так ли? Меньше рассеиваемой мощности означает более низкие рабочие температуры, как для диода и резистора, а также меньше потери энергии в системе, не так ли? Более высокое значение сопротивления действительно уменьшает уровень рассеиваемой мощности в цепи, но , к сожалению , представляет еще одну проблему. Следует помнить , что цель цепи регулятора является обеспечение стабильного напряжения для другой схемы. Другими словами, мы в конечном итоге будет к власти что-то с 12,6 вольт, и это что-то будет иметь текущий розыгрыш самостоятельно. Рассмотрим нашу первую схему регулятора, на этот раз с 500 Ω нагрузки , подключенной параллельно с стабилитрона на рисунке ниже .




Регулятор стабилитрон с 1000 резистором Ом и 500 Ом нагрузки.

Если 12,6 вольт поддерживается на нагрузке 500 Ω, нагрузка будет рисовать 25,2 мА тока. Для того, чтобы серии 1 кОм "сбросив" резистор падение 32,4 вольт (уменьшение напряжения блока питания в 45 вольт до 12,6 через стабилитроны), он все равно должен проводить 32,4 мА тока. Это оставляет 7,2 мА тока через стабилитрон.

Теперь рассмотрим "энергосберегающий" регулятор цепи с 100 кОм сбросив резистор, подачи мощности в той же 500 Ом нагрузки. Что предполагается сделать, это сохранить 12,6 вольт на нагрузке, так же, как последний контур. Тем не менее, как мы увидим, он не может выполнить эту задачу. (Рисунок ниже )




ZENER не-регулятор с 100 кОм резистором 500 Ω нагрузки.>

При большем значении падения резистора на месте, там будет только около 224 мВ напряжения через 500 Ω нагрузки, гораздо меньше, чем ожидаемое значение 12,6 вольт! Почему это? Если мы на самом деле было 12,6 вольт на нагрузке, она будет опираться на 25,2 мА тока, как и раньше. Этот ток нагрузки должен был бы пройти через капельную резистор серии, как это было раньше, но с новым (намного больше!) Сбросив резистор в месте, напряжение падает на этот резистор с 25,2 мА тока происходит через него будет 2,520 вольт! Так как мы, очевидно, не имеют такого большого напряжения, подаваемого от батареи, это не может произойти.

Ситуация легче понять , если мы временно удалить стабилитрон из схемы и анализировать поведение двух резисторов в одиночку на рисунке ниже .




Non-регулятор с Зинером удален.

Оба 100 кОм сбрасывают резистор и сопротивление нагрузки 500 Ω соединены последовательно друг с другом, что дает общее сопротивление цепи 100,5 кОм. С общим напряжением 45 вольт и суммарным сопротивлением 100,5 кОм, Закон Ома (I = E / R) говорит нам о том, что ток будет 447.76 мкА. Выяснение падения напряжения на обоих резисторов (E = IR), мы приходим к 44.776 вольт и 224 мВ, соответственно. Если бы мы должны были повторно установить стабилитрон на данный момент, это будет "видеть" 224 мВ через него, а также, будучи параллельно с сопротивлением нагрузки. Это гораздо ниже напряжения пробоя стабилитрона диода и поэтому он не будет "ломаться" и проводить ток. В этом отношении, при таком низком напряжении диод не будет проводить, даже если это были вперед-предвзятым! Таким образом, диод перестает регулировать напряжение. По крайней мере, 12,6 вольт должен быть отброшен через к "активировать" его.

Аналитический метод удаления стабилитрон из схемы и видим ли присутствует или нет, чтобы сделать его достаточно провести напряжение звук один. Просто потому, что стабилитрон случается быть подключен в цепи не гарантирует, что полное напряжение стабилитрона будет всегда падает на него! Помните , что стабилитроны работу путем ограничения напряжения до некоторого максимального уровня; они не могут компенсировать отсутствие напряжения.

Таким образом, любой стабилитрон регулирующий контур будет функционировать до тех пор, как сопротивление от нагрузки равна или больше некоторого минимального значения. Если сопротивление нагрузки слишком низкое, то будет использовать слишком много тока, сбросив слишком много напряжения на серии капельной резисторе, оставляя недостаточное напряжение на стабилитроне, чтобы сделать его проведение. Когда стабилитрон прекращает проведение тока, он больше не может регулировать напряжение и напряжение нагрузки упадет ниже точки регулирования.

Наш регулятор цепи с 100 кОм капельной резистора должно быть хорошо для некоторого значения сопротивления нагрузки, тем не менее. Чтобы найти это приемлемое значение сопротивления нагрузки, мы можем использовать таблицу для расчета сопротивления в цепи серии два резистора (без диода), вставки известных значений полного напряжения и понижая сопротивление резистора, и вычисления для ожидаемого напряжения нагрузки 12,6 вольт :

С 45 вольт полного напряжения и 12,6 вольт на нагрузке, мы должны иметь 32,4 вольт на R сбрасывания:

32,4 вольт через капельную резистор и 100 кОм на сумму сопротивления в нем, ток через него будет 324 мкА:

Будучи последовательной цепи, ток равен через все компоненты в любой момент времени:

Расчет сопротивления нагрузки теперь простой вопрос закона Ома (R = E / I), что дает нам 38.889 кОм:

Таким образом, если сопротивление нагрузки точно 38,889 кОм, то будет 12,6 вольт на него, диод или нет диода. Любое сопротивление нагрузки меньше, чем 38.889 кОм приведет к напряжению нагрузки меньше, чем 12,6 вольт, диод или нет диода. С помощью диода в месте, нагрузочное напряжение будет регулироваться до максимум 12,6 вольт для любого сопротивления нагрузки , превышающей 38.889 кОм.

С первоначальным значением 1 кОм для капельной резистора, наш регулятор схема способна адекватно регулировать напряжение даже при сопротивлении нагрузки столь же низко как 500 Ом. То, что мы видим, это компромисс между рассеиваемой мощности и допустимого сопротивления нагрузки. Чем выше значение капельной резистор дал нам меньше рассеиваемой мощности, за счет повышения допустимого минимального значения сопротивления нагрузки. Если мы хотим, чтобы регулировать напряжение для нагрузочных сопротивлений малоценных, схема должна быть готова справиться с более высокой рассеиваемой мощности.

Стабилитроны регулируют напряжение, действуя в качестве дополнительных нагрузок, используя более или менее тока по мере необходимости, чтобы обеспечить постоянное падение напряжения на нагрузке. Это аналогично тому, регулируя скорость автомобиля при торможении, а не путем изменения положения дроссельной заслонки: она не только расточительно, но тормоза должны быть построены, чтобы обрабатывать всю мощность двигателя, когда условия движения не требуют его. Несмотря на эту фундаментальную неэффективность конструкции, схемы регулятора стабилитрон широко используются из-за их явной простоты. В мощных приложениях, где неэффективность было бы неприемлемо, другие методы напряжения для регулирования применяются. Но даже тогда, маленькие схемы стабилитроны на основе часто используются для обеспечения "опорного" напряжение для управления более эффективной схемы усилителя управления основной мощности.

Стабилитроны выпускаются в стандартных рейтингах напряжения , перечисленных в таблице ниже . В таблице "Общие стабилитрон напряжения" перечислены общие напряжения для 0.3W и 1.3W частей. Потребляемая мощность соответствует умереть и размер пакета, и сила, что диод может рассеять без повреждения.


Общие стабилитрон напряжения

0.5W
2.7V 3.0V 3.3V 3.6V 3.9V 4.3V 4.7V
5.1V 5.6V 6.2V 6,8 В 7.5V 8.2V 9.1V
10V 11V 12V 13V 15V 16V 18V
20V 24V 27В 30V
1.3W
4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 6,8 В 7.5V 8.2V
9.1V 10V 11V 12V 13V 15V 16V
18V 20V 22V 24V 27В 30V 33V
36V 39V 43V 47V 51V 56V 62V
68V 75V 100V 200V



Стабилитрон клипера: вырезку схема , которая отсекает пики сигнала на приблизительно от напряжения Зинера диодов. Схема на рис ниже имеет два Zeners соединенных серии противостоящую симметрично клип сигнала на почти напряжения Зенера. Пределы резистора ток по Zeners до безопасного значения.

 * SPICE 03445.eps
 D1 4 0 диод
 D2 4 2 диода
 R1 2 1 1.0k
 V1 1 0 SIN (0 20 1k)
 .MODEL диод d = 10 б.в.
 .tran 0.001 2m
 .конец

Стабилитрон машинки для стрижки:

Напряжение пробоя стабилитрона для диодов установлен на 10 В с помощью диодного параметра модели "БВ = 10" в пряность чистого списка на рисунке выше . Это приводит к тому, Zeners клип около 10 В. Диоды спина к спине клип оба пика. Для положительного полупериода, верхний стабилитрон смещен в обратном направлении, разрушение при напряжении стабилитрон 10 В. Чем ниже стабилитрон падает приблизительно 0,7 В, так как он смещен в прямом направлении. Таким образом, более точный уровень отсечения составляет 10 + 0,7 = 10.7V. Подобный отрицательный полупериод отсечение происходит -10.7 В.

(Рисунок ниже ) показывает уровень подрезки на чуть более ± 10 В.




Стабилитрон машинки для стрижки: v (1) вход обрезается сигнала V (2).

  • ОБЗОР:
  • Стабилитроны предназначены для работы в режиме обратного смещения, что обеспечивает относительно низкую, стабильную пробой или стабилитрон напряжение , при котором они начинают проводить значительный ток обратной.
  • Стабилитрон может функционировать в качестве регулятора напряжения, выступая в качестве вспомогательного нагрузку, забирая больше тока от источника, если напряжение слишком велико, и меньше, если оно слишком низкое.
 
« ПерваяПредыдущая12345678910СледующаяПоследняя »

Страница 5 из 157
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья