Transistor Zener-diodkrets för hantering av högströmstabilisering

Den högeffektiva 'zenerdiod' -kretsen med transistor shuntregulator som presenteras här kan användas för att få en mycket exakt, temperatur- och spänningsstabiliserad utgång från högströmskällor, säkert.

Normal zenerbegränsning

De zener-dioder med låg effekt som vi normalt använder i elektroniska kretsar är specificerade för att fungera med låga strömmar och kan därför inte användas för att växla eller stabilisera högströmstillförsel.

Även om zener-dioder med högre betyg finns tillgängliga kan dessa vara relativt dyra. Icke desto mindre är det faktiskt möjligt att göra en anpassningsbar zener-diod med hög effekt med hjälp av krafttransistorer och en shuntregulator IC enligt nedan:

Kretsschema

Använda en Shunt Regulator

Med tanke på figuren kan vi se involveringen av en specialiserad shuntregulator IC i form av LM431 eller TL431, som i grunden är en justerbar zenerdiod med låg effekt.

Bortsett från attributet med variabel spänning innehåller enheten också funktionen att producera en temperaturstabiliserad utgång, vilket innebär att omgivningstemperaturförhållandena inte kommer att påverka prestandan hos denna enhet, vilket inte är möjligt med vanliga dioder.

Men vad gäller effekthanteringskapacitet är TL431-enheten inte bättre än den konventionella zenerdioden.

Men när den kombineras med en effekttransistor som den visade TIP147 blir enheten omvandlad till en mycket mångsidig zener-diodenhet med hög effekt, som kan växla och stabilisera högströmskällor utan att skadas.

Exempel på tillämpning

Ett klassiskt applikationsexempel på denna krets kan visualiseras i detta motorcykel shunt regulator krets där konstruktionen används för att växla och skydda motorcykelgeneratorn från de höga omvända EMF: erna.

Designen kan också provas in kapacitiva kraftaggregat med hög ström för att skaffa överspänningsfri stabiliserad effekt från dessa ganska osäkra men kompakta transformatorlösa strömförsörjningar .

Andra lämpliga tillämpningar av denna mångsidiga krets kan vara för styr vindkraftsutgångar och som elektronisk lastregulator för reglerar hydrogeneratorns utgångar .

Utan TIP147-integrationen ser LM431-scenen ganska sårbar ut, och också utvecklas regleringen endast över enhetens anod / katod snarare än över huvudförsörjningsterminalerna.

Hög effektkontroll

Med den integrerade effekttransistorn förändras scenariot helt och nu simulerar transistorn shuntregulatorns resultat och förskjuter den höga strömmen från ingången till rätt nivå, enligt LM431-konfigurationerna.

Potentialdelaren som görs med användning av 3k3- och 4k7-motstånden vid IC-referensingången bestämmer i huvudsak utlösningströskeln för IC, typiskt kan det övre motståndet justeras för att få vilken önskad zenerstabiliserad spänningsutgång som helst från transistorkretsen.

De detaljerade beräkningarna för motstånden kan läras av detta TL431 datablad för shuntregulator

Obs: TIP147 måste monteras på en väsentligen stor flänsad kylfläns för att möjliggöra en korrekt och optimal funktion av kretsen.