ЗАПРЕЩЕННАЯ СХЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ | Дмитрий Компанец

Схема стабилизации с помощью неоновых лампочек

Схема стабилизации с помощью неоновых лампочек

Стабилизация напряжения с помощью стабилитронов хорошо знакома многим и основным элементом стабилизации в схемах является стабилитрон. В качестве стабилитрона могут выступать разные радиоэлементы имеющие пороговые свойства. Хотя иногда стабилизаторами становятся и компоненты для этого изначально не предназначенные,- к примеру транзисторы и неоновые лампочки.

Стабилизация напряжения стабилитроном

Стабилизация напряжения стабилитроном

Суть стабилизации пороговыми элементами сводится к пропусканию ими тока при достижении критического напряжения. Именно ток протекающий через стабилитрон стабилизирует напряжение в схеме.
Вот тут как раз и кроется причина возникновения парадоксов и запретных загадок. Слабый стабилитрон пропуская через себя большие токи может легко выйти из строя, а вот увеличить ток и мощность стабилизации можно применив схему с транзистором рассчитанным на пороговые токи стабилизации.

Для увеличения стабилизируемого напряжения применяется последовательное включение стабилитронов

Последовательно включенные стабилитроны

Последовательно включенные стабилитроны

Очень часто я встречаю решение по увеличению мощности тока стабилизации в схемах опубликованных и рассказанных на радиолюбительских сайтах в виде параллельно поставленных стабилитронов. Логически параллельное соединение увеличивает мощность схемы стабилизации, НО практически это в корне не верно.

Да , ставить стабилитроны ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО можно тем самым увеличивая напряжение стабилизации, но паралельно НЕЛЬЗЯ!

В этой схеме ток протекает через обе лампочки

В этой схеме ток протекает через обе лампочки

Простой опыт с неоновыми лампочками включенными по упрощенной схеме ПАРАЛЕЛЬНОГО включения показывает, что ток при превышении заданного напряжения стабилизации будет протекать только через один пороговый элемент в то время как второй просто будет «отдыхать».

В этой схеме будет гореть только одна неоновая лампа

В этой схеме будет гореть только одна неоновая лампа

В результате схема будет работать до поры до времени, но в определенный момент один из стабилитронов просто выйдет из строя сгорев и замкнув цепь питания.

Вывод: Параллельное включение стабилитронов категорически ЗАПРЕЩЕНО!

Включение — стабилитрон — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Включение — стабилитрон

Cтраница 4

Стабилитроны изготовляют на различные стабилизирующие напряжения. Схема включения стабилитрона показана на рис. 5.276. Работает она следующим образом. Когда возрастает напряжение U источника тока, увеличиваются также ток через стабилитрон / с, общий ток / общ и падение напряжения на резисторе R так, что напряжение на стабилитроне и, следовательно, на нагрузке RH остается постоянным.  [46]

Для повышения стабилизированного напряжения применяют последовательное включение стабилитронов. Параллельное же включение стабилитронов с целью повышения нагрузочного тока не допускается. Это объясняется тем, что из-за разброса параметров срабатывание стабилитронов не может произойти одновременно, так как один из них обязательно включится раньше другого.  [48]

С / вых начинает уменьшаться ( по модулю), коэффициент усиления снова становится больше 3, и выходное напряжение вновь будет изменяться, но уже в противоположном направлении, возрастая ( по модулю) до амплитудного значения другого знака. Как видим,

включение стабилитрона предотвратит насыщение.  [49]

Для обозначения типа и полярности стабилитрона используется условная маркировка — голубая кольцевая полоса со стороны катодного вывода и разноцветные кольцевые полосы по сторонам анодного вывода: КС133А — белая, КС 139А — зеленая, КС 147А — серая, КС156А — оранжевая, КС168А — красная. В режиме стабилизации напряжения полярность включения стабилитрона обратная.  [50]

Увеличение числа каскадов резко снижает коэффициент полезного действия стабилизатора. Поэтому практически применяют не более чем двухкаскадное включение стабилитронов.  [52]

В справочных данных указывается номинальная величина напряжения стабилизации для определенного значения тока. Наличие разброса ограничивает применение некоторых схем включения стабилитронов и приводит иногда к необходимости усложнения схем. Так, в схеме на рис. 5.1, б вместо диодного моста VI-V4 и стабилитрона V5 для достижения той же цели можно было бы включить между точками тип два однотипных стабилитрона, соединенных встречно — последовательно.  [53]

Стабилитрон — элемент, используемый для получения опорного напряжения. Вольт-амперная характеристика стабилитрона приведена на рис. 3.16. При включении стабилитрона в обратном направлении он работает как обычный диод.  [55]

В реверсивных системах П — Д узлы отсечек выполняют с учетом изменения полярности напряжения на двигателе, знака его скорости и направления тока якоря. Некоторые примеры реализации узлов отсечек в этих случаях показаны на рис. 8.10. Схема на рис. 8.10, а иллюстрирует включение потенциометрических отсечек по напряжению ( скорости) или току.

Включение стабилитронов для ограничения уровня сигнала управления на входе системы и диодов в узле упреждающего токоограничения показано соответственно на рис. 8.10 6 и в.  [56]

Если рабочий ток / П2 меньше / ст. мин, то включается токоотво-дящее сопротивление Л02, которое подключается к выходу стабилизатора. В этой схеме усилитель имеет большее входное сопротивление ЛВХ2 — TQ ( 1 В2) ( гЯ2 Лд), что увеличивает выходное сопротивление стабилизатора и уменьшает коэффициент стабилизации. Поэтому при таком включении стабилитрона целесообразно увеличивать число усилительных каскадов.  [57]

Компенсация температурного дрейфа выполняется включением стабилитронов или диодов в прямом направлении ( расчет см. в гл.  [58]

Убедитесь лишний раз в правильности включения стабилитронов, так как изменение полярности включения стабилитронов делает цепь абсолютно бесполезной. Убедившись в отсутствии ошибок в монтаже, подключите к выходным зажимам источника вольтметр постоянного тока, способный измерять требуемый уровень напряжения.  [59]

Убедитесь лишний раз в правильности включения стабилитронов, так как изменение полярности

включения стабилитронов делает цепь абсолютно бесполезной. Убедившись в отсутствии ошибок в монтаже, подключите к выходным зажимам источника вольтметр постоянного тока, способный измерять требуемый уровень напряжения.  [60]

Страницы:      1    2    3    4    5

Стабилизаторы напряжения и тока — Студопедия

Существует довольно большая группа полу­проводниковых диодов особой конструкции, вольтамперная характеристика которых при включении «в обратной полярности» позволяет использовать их в качестве стабилизаторов напряжения. Такие диоды образуют большую группу стабилизаторов.

Рис. 2.3. Параметрические стабилизаторы постоянного напряжения на полупроводниковых стабилитронах:

а — простейшая схема; б — схема с делителем стабильного напряжения; в — последовательное включение двух одинаковых стабилитронов; г — схема двухкаскадного стабилизатора

На рис.2.3 показаны четыре наиболее распространенные схемы использования полупроводниковых стабилитронов в самых различных радиотехнических устройствах.

Схема 2.3, а — самая простая. Сопротивление ограничительного резистора R_огр выбирается таким, чтобы общий ток в последовательной цепи был равен среднему значению паспортного тока стабилитрона. К примеру, при необходимости получить стабильное напряжение 9 В от двенадцативольтового аккумулятора или выпрямителя и использовании девятивольтового стабилитрона типа Д814Б, имеющего значения минимального и максимального токов стабилизации соответ­ственно 3 и 36 мА, расчет сопротивления ограничительного резистора выглядит так:

Р=I²R=(0,02А)²·150 Ом=0,06 Вт (округленно)

Или (даже с учетом необходимости двойного запаса) порядка 0,12 Вт.

На практике очень часто возникает ситуация, когда стабилитрона на точно нужное значение напряжения нет. Тогда можно использовать стабилитрон на ближайшее большее напряжение стабилизации и параллельно стабилитрону включить обычный резистивный делитель, как это показано на рис. 2.3, б. В этом случае при расчете сопротивления ограничительного резистора общий ток в цепи надо определять как сумму среднего тока через стабилитрон и тока, потребляемого делителем.

Полупроводниковые стабилитроны допускают последовательное соединение однотипных диодов (рис.2.3, в). При этом средний ток стабилизации остается равным среднему току одного стабилитрона, а общее стабилизированное напряжение становится равным сумме стабилизированных напряжений всех последовательно включенных стабилитронов. Расчет сопротивлений ограничительного резистора в этом случае точно такой же, как и для схемы рис. 2.3, а.

И, наконец, последняя схема (рис. 2.3, г) представляет собой так называемый «двухступенчатый» стабилизатор напряжения. Его суть состоит в том, что второй стабилитрон VD2 подключен не непосредственно к источнику нестабильного напряжения, а к «предварительному» стабилизатору на стабилитроне VD1 с большим номинальным напряжением стабилизации.

При таком включении общий коэффициент стабилизации всей схемы равен произведению коэффициентов стабилизации обоих стабилитронов. Иными словами, если каждый стабилитрон в отдельности уменьшает нестабильность выходного напряжения по отношению к нестабильности напряжения источника в 10 раз, то общая нестабильность на нагрузке уменьшается в 10 · 10 = 100 раз.

Общим недостатком любой из четырех приведенных схем являются неизбежные дополнительные потери энергии на самих стабилитронах и резистивных делителях. Особенно велики эти потери в последней схеме, где они могут оказаться соизмеримыми с полезной потребляемой мощностью самого устройства (например, экономичного «карманного» радиоприемника или плеера). Это обстоятельство необходимо учитывать при решении применить ту или иную схему стабилизации напряжения.

К достоинствам рассмотренных стабилизаторов следует отнести и то, что в силу специфики работы они не только стабилизируют рабочее напряжение по величине, но и очень существенно снижают величину пульсаций на выходе выпрямителя, поскольку такие пульсации воспринимаются схемой как обычные колебания напряжения источника. Поэтому очень часто (в основном при малых токах нагрузки) отпадает необходимость в использовании конденсатора фильтра большой емкости.

Все схемы со стабилитронами используют в качестве рабочего участка небольшую часть вольтамперной характеристики обратного тока на границе зоны пробоя. Именно поэтому их подключают к источнику в обратной полярности, те. как бы перевернутыми. Кстати говоря, при «нормальном» (прямом) включении любой стабилитрон ведет себя как «обычный» диод.

Однако существует довольно большая группа специальных диодов, предназначенных для стабилизации напряжения, которые работают при «правильном», т.е. прямом включении, в отличие от стабилитронов такие приборы называются стабисторами. Схемы включения стабисторов ничем не отличаются от схем со стабилитронами, за исключением полярности включения диода.

Помимо рассмотренных схем, объединяемых в общую группу пассивных параметрических стабилизаторов, существуют и широко применяются в БРТА схемы стабилизации на транзисторах, обладающие более высоким КПД и большим диапазоном стабилизации. Кроме того, такие схемы позволяют стабилизировать величину не только напряжения, но и потребляемого тока. Не вдаваясь в подробный анализ физики работы подобных схем, ограничимся приведением нескольких их них (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Активные схемы стабилизаторов напряжений и тока на транзисторах:

а — параллельный стабилизатор напряжения с регулирующим транзистором; б — последовательный стабилизатор напряжения с регулирующим транзистором;

в — последовательный компенсационный стабилизатор напряжения, г стабилизатор постоянного тока.

Стабилитрон 5 вольт схема включения. Последовательное соединение стабилитронов

Стабильная зарплата, стабильная жизнь, стабильное государство. Последнее не про Россию, конечно:-). Если глянуть в толковый словарик, то можно толково разобрать, что же такое “стабильность”. На первых строчках Яндекс мне сразу выдал обозначение этого слова: стабильный – это значит постоянный, устойчивый, не изменяющийся.

Но чаще всего этот термин используется именно в электронике и электротехнике. В электронике очень важны постоянные значения какого-либо параметра. Это может быть сила тока , напряжение , частота сигнала и . Отклонение сигнала от какого-либо заданного параметра может привести к неправильной работе радиоэлектронной аппаратуры и даже к ее поломке. Поэтому, в электронике очень важно, чтобы все стабильно работало и не давало сбоев.

В электронике и электротехнике стабилизируют напряжение . От значения напряжения зависит работа радиоэлектронной аппаратуры. Если оно изменится в меньшую, или даже еще хуже, в большую сторону, то аппаратура в первом случае может неправильно работать, а во втором случае и вовсе колыхнуть ярким пламенем.

Для того, чтобы не допустить взлетов и падения напряжения, были изобретены различные стабилизаторы напряжения. Как вы поняли из словосочетания, они используются чтобы стабилизировать “играющее” напряжение.

Стабилитрон или диод Зенера

Самым простым стабилизатором напряжения в электронике является радиоэлемент стабилитрон . Иногда его еще называют диодом Зенера . На схемах стабилитроны обозначаются примерно так:

Вывод с “кепочкой” называется также как и у диода – катод , а другой вывод – анод .

Стабилитроны выглядят также, как и диоды . На фото ниже, слева популярный вид современного стабилитрона, а справа один из образцов Советского Союза

Если присмотреться поближе к советскому стабилитрону, то можно увидеть это схематическое обозначение на нем самом, указывающее, где у него находится катод, а где анод.

Напряжение стабилизации

Самый главный параметр стабилитрона – это конечно же, напряжение стабилизации. Что это за параметр?

Давайте возьмем стакан и будем наполнять его водой…

Сколько бы воды мы не лили в стакан, ее излишки будут выливаться из стакана. Думаю, это понятно и дошкольнику.

Теперь по аналогии с электроникой. Стакан – это стабилитрон. Уровень воды в полном до краев стакане – это и есть напряжение стабилизации стабилитрона. Представьте рядом со стаканом большой кувшин с водой. Водой из кувшина мы как раз и будем заливать наш стакан водой, но кувшин при этом трогать не смеем. Вариант только один – лить воду из кувшина, пробив отверстие в самом кувшине. Если бы кувшин был меньше по высоте, чем стакан, то мы бы не смогли лить воду в стакан. Если объяснить языком электроники – кувшин обладает “напряжением” больше, чем “напряжение” стакана.

Так вот, дорогие читатели, в стакане заложен весь принцип работы стабилитрона. Какую бы струю мы на него не лили (ну конечно в пределах разумного, а то стакан унесет и разорвет), стакан всегда будет полным. Но лить надо обязательно сверху. Это значит, напряжение, которое мы подаем на стабилитрон, должно быть выше, чем напряжение стабилизации стабилитрона.

Маркировка стабилитронов

Для того, чтобы узнать напряжение стабилизации советского стабилитрона, нам понадобится справочник. Например, на фото ниже советский стабилитрон Д814В:

Ищем на него параметры в онлайн справочниках в интернете. Как вы видите, его напряжение стабилизации при комнатной температуре примерно 10 Вольт.

Зарубежные стабилитроны маркируются проще. Если приглядеться, то можно увидеть незамысловатую надпись:

5V1 – это означает напряжение стабилизации данного стабилитрона составляет 5,1 Вольта. Намного проще, не так ли?

Катод у зарубежных стабилитронов помечается в основном черной полосой

Как проверить стабилитрон

Как же проверить стабилитрон? Да также как и ! А как проверить диод, можно посмотреть в этой статье. Давайте же проверим наш стабилитрон. Ставим на прозвонку и цепляемся красным щупом к аноду, а черным к катоду. Мультиметр должен показать падение напряжения прямого .

Меняем щупы местами и видим единичку. Это значит, что наш стабилитрон в полной боевой готовности.

Ну что же, настало время опытов. В схемах стабилитрон включается последовательно с резистором:

где Uвх – входное напряжение, Uвых.ст. – выходное стабилизированное напряжение

Если внимательно глянуть на схему, мы получили ни что иное, как Делитель напряжения . Здесь все элементарно и просто:

Uвх=Uвых.стаб +Uрезистора

Или словами: входное напряжение равняется сумме напряжений на стабилитроне и на резисторе.

Эта схема называется параметрический стабилизатор на одном стабилитроне. Расчет этого стабилизатора выходит за рамки данной статьи, но кому интересно, в гугл;-)

Итак, собираем схемку. Мы взяли резистор номиналом в 1,5 Килоом и стабилитрон на напряжение стабилизации 5,1 Вольта. Слева цепляем Блок питания , а справа замеряем мультиметром полученное напряжение:

Теперь внимательно следим за показаниями мультиметра и блока питания:

Так, пока все понятно, еще добавляем напряжение… Опа на! Входное напряжение у нас 5,5 Вольт, а выходное 5,13 Вольт! Так как напряжение стабилизации стабилитрона 5,1 Вольт, то как мы видим, он прекрасно стабилизирует.

Давайте еще добавим вольты. Входное напряжение 9 Вольт, а на стабилитроне 5,17 Вольт! Изумительно!

Еще добавляем… Входное напряжение 20 Вольт, а на выходе как ни в чем не бывало 5,2 Вольта! 0,1 Вольт – это ну очень маленькая погрешность, ей можно даже в некоторых случаях пренебречь.

Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Думаю, не помешало бы рассмотреть Вольт амперную характеристику (ВАХ) стабилитрона. Выглядит она примерно как-то так:

где

Iпр – прямой ток, А

Uпр – прямое напряжение, В

Эти два параметра в стабилитроне не используются

Uобр – обратное напряжение, В

Uст – номинальное напряжение стабилизации, В

Iст – номинальный ток стабилизации, А

Номинальный – это значит нормальный параметр, при котором возможна долгосрочная работа радиоэлемента.

Imax – максимальный ток стабилитрона, А

Imin – минимальный ток стабилитрона, А

Iст, Imax, Imin – это сила тока, которая течет через стабилитрон при его работе.

Так как стабилитрон работает именно в обратной полярности, в отличие от диода (стабилитрон подключают катодом к плюсу, а диод катодом к минусу), то и рабочая область будет именно та, что отмечена красным прямоугольником.

Как мы видим, при каком-то напряжении Uобр у нас график начинает падать вниз. В это время в стабилитроне происходит такая интересная штука, как пробой. Короче говоря, он не может больше наращивать на себе напряжение, и в это время начинается возрастать сила тока в стабилитроне. Самое главное – не переборщить силу тока, больше чем Imax , иначе стабилитрону придет кердык. Самым лучшим рабочим режимом стабилитрона считается режим, при котором сила тока через стабилитрон находится где-то в середине между максимальным и минимальным его значением. На графике это и будет рабочей точкой рабочего режима стабилитрона (пометил красным кружком).

Заключение

Раньше, во времена дефицитных деталей и начала расцвета электроники, стабилитрон часто использовался, как ни странно, для стабилизации выходного напряжения . В старых советских книгах по электронике можно увидеть вот такой участок цепи различных источников питания:

Слева, в красной рамке, я пометил знакомый вам участок цепи блока питания. Здесь мы получаем постоянное напряжение из переменного . Справа же, в зеленой рамке, схема стабилизации;-).

В настоящее время трехвыводные (интегральные) стабилизаторы напряжения вытесняют стабилизаторы на стабилитронах, так как они в разы лучше стабилизируют напряжение и обладают хорошей мощностью рассеивания.

На Али можно взять сразу целый набор стабилитронов, начиная от 3,3 Вольт и до 30 Вольт. Выбирайте на ваш вкус и цвет.

Много-много лет тому назад такого слова как стабилитрон не существовало вообще. Тем более в бытовой аппаратуре.

Попробуем представить себе громоздкий ламповый приёмник середины двадцатого века. Многие приносили их в жертву собственному любопытству, когда папа с мамой приобретали что-нибудь новое, а «Рекорд» или «Неман» отдавали на растерзание .

Блок питания лампового приёмника был предельно прост: мощный кубик силового трансформатора , который обыкновенно имел всего две вторичных обмотки, диодный мостик или селеновый выпрямитель, два электролитических конденсатора и резистор на два ватта между ними.

Первая обмотка питала накал всех ламп приёмника переменным током и напряжением 6,3V (вольт), а на примитивный выпрямитель приходило порядка 240V для питания анодов ламп. Ни о какой стабилизации напряжения и речи не шло. Исходя из того, что приём радиостанций вёлся на длинных, средних и коротких волнах с очень узкой полосой и ужасным качеством, наличие или отсутствие стабилизации напряжения питания на это качество совершенно не влияло, а приличной автоподстройки частоты на той элементной базе просто быть не могло.

Стабилизаторы в то время применялись только в военных приёмниках и передатчиках, конечно тоже ламповые. Например: СГ1П – стабилизатор газоразрядный, пальчиковый. Так продолжалось до тех пор, пока не появились транзисторы. И тут выяснилось, что схемы, выполненные на транзисторах очень чувствительны к колебаниям питающего напряжения, и обыкновенным простым выпрямителем уже не обойтись. Используя физический принцип, заложенный в газоразрядных приборах, был создан полупроводниковый стабилитрон реже называемый диод Зенера.

Графическое изображение стабилитрона на принципиальных схемах.

Внешний вид стабилитронов. Первый сверху в корпусе для поверхностного монтажа . Второй сверху – в стеклянном корпусе DO-35 и мощностью 0,5 Вт. Третий, – мощностью 1 Вт (DO-41). Естественно, стабилитроны изготавливают в разнообразных корпусах. Иногда в одном корпусе объединяется два элемента.

Принцип работы стабилитрона.

Прежде всего, не следует забывать, что стабилитрон работает только в цепях постоянного тока. Напряжение на него подают в обратной полярности, то есть на анод стабилитрона будет подан минус «-«. При таком включении через него протекает обратный ток (I обр ) от выпрямителя. Напряжение с выхода выпрямителя может изменяться, будет изменяться и обратный ток, а напряжение на стабилитроне и на нагрузке останется неизменным, то есть стабильным. На следующем рисунке показана вольт-амперная характеристика стабилитрона.

Стабилитрон работает на обратной ветви ВАХ (Вольт-Амперной Характеристики), как показано на рисунке. К его основным параметрам относятся U ст . (напряжение стабилизации) и I ст . (ток стабилизации). Эти данные указаны в паспорте на конкретный тип стабилитрона. Причём величина максимального и минимального тока учитывается только при расчёте стабилизаторов с прогнозируемым большим изменением напряжения.

Основные параметры стабилитронов.

Для того чтобы подобрать нужный стабилитрон необходимо разбираться в маркировках полупроводниковых приборов. Раньше все типы диодов, включая и стабилитроны, обозначались буквой “Д” и цифрой определяющей, что же это за прибор. Вот пример очень популярного стабилитрона Д814 (А, Б, В, Г). Буква показывала напряжение стабилизации.

Рядом паспортные данные современного стабилитрона (2C147A ), который использовался в стабилизаторах для питания схем на популярных сериях микросхем К155 и К133 выполненных по ТТЛ технологии и имеющих напряжение питания 5V.

Чтобы разбираться в маркировках и основных параметрах современных отечественных полупроводниковых приборов необходимо немного знать условные обозначения. Они выглядят следующим образом: цифра 1 или буква Г – германий, цифра 2 или буква К – кремний, цифра 3 или буква А – арсенид галлия. Это первый знак. Д – диод, Т – транзистор, С – стабилитрон, Л – светодиод. Это второй знак. Третий знак это группа цифр обозначающих сферу применения прибора. Отсюда: ГТ 313 (1Т 313) – высокочастотный германиевый транзистор, 2С147 – кремниевый стабилитрон с номинальным напряжением стабилизации 4,7 вольта, АЛ307 – арсенид-галлиевый светодиод.

Вот схема простого, но надёжного стабилизатора напряжения.

Между коллектором мощного транзистора и корпусом подается напряжение с выпрямителя и равное 12 – 15 вольт. С эмиттера транзистора мы снимаем 9V стабилизированного напряжения, так как в качестве стабилитрона VD1 мы используем надёжный элемент Д814Б (см. таблицу). Резистор R1 – 1кОм, транзистор КТ819 обеспечивающий ток до 10 ампер.

Транзистор необходимо разместить на радиаторе-теплоотводе. Единственный недостаток данной схемы – это невозможность регулировки выходного напряжения. В более сложных схемах подстроечный резистор, конечно, имеется. Во всех лабораторных и домашних радиолюбительских источниках питания есть возможность регулировки выходного напряжения от 0 и до 20 – 25 вольт.

Интегральные стабилизаторы.

Развитие интегральной микроэлектроники и появление многофункциональных схем средней и большой степени интеграции, конечно, коснулось и проблем связанных со стабилизацией напряжения. Отечественная промышленность напряглась и выпустила на рынок радиоэлектронных компонентов серию К142, которую составляли как раз интегральные стабилизаторы. Полное название изделия было КР142ЕН5А, но так как корпус был маленький и название не убиралось целиком, стали писать КРЕН5А или Б, а в разговоре они назывались просто «кренки».

Сама серия была достаточно большая. В зависимости от буквы варьировалось выходное напряжение. Например, КРЕН3 выдавал от 3 до 30 вольт с возможностью регулировки, а КРЕН15 был пятнадцативольтовым двухполярным источником питания.

Подключение интегральных стабилизаторов серии К142 было крайне простым. Два сглаживающих конденсатора и сам стабилизатор. Взгляните на схему.

Если есть необходимость получить другое стабилизированное напряжение, то поступают следующим образом: допустим, мы используем микросхему КРЕН5А на 5V, а нам нужно другое напряжение. Тогда между вторым выводом и корпусом ставится стабилитрон с таким расчётом, чтобы сложив напряжение стабилизации микросхемы, и стабилитрона мы получили бы нужное напряжение. Если мы добавим стабилитрон КС191 на V = 9,1 + 5V микросхемы, то на выходе мы получим 14.1 вольт.

Стабилитрон — это специальный полупроводниковый диод, работающий в режиме пробоя и предназначенный для стабилизации напряжения. В зарубежной литературе стабилитрон называют диодом Зенера (Zener diode), по имени Кларенса Зенера, который открыл один из механизмов электрического пробоя. Вообще существует тунельный, лавинный и тепловой пробои. На первых двух стабилитроны работают, а от последнего они выходят из строя. Но о пробоях мы рассуждать не будем, нам нужно понять, что такое стабилитрон, каков принцип его работы и как его можно использовать.

На электрических схемах стабилитрон обозначается символом диода с небольшой закорючкой у катода и буквенным обозначением VD.

Также существуют другие варианты обозначений стабилитрона, которые используются на зарубежных схемах.

Как видно из рисунка, у стабилитрона два вывода — это катод и анод. Следовательно, есть всего два варианта его включения:

— включение в прямом направлении, когда анод подключается к плюсу питания, а катод к минусу,
— включение в обратном направлении, когда анод подключается к минусу питания, а катод к плюсу.

В прямом включении стабилитрон ведет себя как обычный диод, а вот в обратном включении в стабилитроне возникает тот самый пробой. Чтобы понять, что при этом происходит, давайте посмотрим на вольтамперную характеристику стабилитрона.

Правая часть графика — характеристика стабилитрона, к которому приложено напряжение в прямом направлении. Левая часть графика — характеристика стабилитрона, к которому приложено обратное напряжение. Похожа на характеристику диода, но пробой (участок, где загибается график) у стабилитрона наступает гораздо раньше диода. Нас интересует левая часть графика.

Вот мы подключили стабилитрон к источнику питания в обратном направлении и начинаем медленно повышать напряжение. Пока приложенное напряжение меньше напряжения пробоя, оно растет, через стабилитрон течет незначительный ток утечки Io (микроамперы, а то и меньше), пробоя нет. На этом участке стабилитрон ведет себя как резистор с очень большим сопротивлением.

В какой-то момент ток начнет возрастать, а напряжение замедлит свой рост — это значит что возникает начальная стадия пробоя стабилитрона. Его сопротивление падает, что можно наблюдать по «загибанию» вольтамперной характеристики.

При дальнейшем повышении напряжения источника питания, ток через стабилитрон будет увеличиваться значительно, а напряжение нет. Стабилитрон ведет себя как резистор с маленьким сопротивлением. Это рабочий участок характеристики, где напряжение на стабилитроне, грубо говоря, постоянно.

Снова повышаем напряжение, ток продолжает расти, стабилитрон начинает греться. Когда ток превысит максимально допустимое значение, стабилитрон перегреется и выйдет из строя.

Если не доводить дело до теплового пробоя, а снизить напряжение до нуля — вольтамперная характеристика повторится в обратном направлении.

Какие параметры характеризуют стабилитрон? Базовые параметры — это напряжение стабилизации, минимальный ток стабилизации и мощность рассеяния.

Напряжение стабилизации Uст (в зарубежной литературе Uz, zener voltage) — это, грубо говоря, рабочее напряжение стабилитрона. А если по умному, то это напряжение на стабилитроне при прохождении заданного тока стабилизации.

Как правило, стабилитроны одного типа имеют небольшой разброс напряжения стабилизации, поэтому в документации указывается минимальное, номинальное и максимальное напряжение стабилизации при заданной температуре и токе.

Минимальный ток стабилизации Iст мин (Iz) — величина тока, при которой стабилитрон «выходит» на свой рабочий участок вольтамперной характеристики. По сути, это точка с которой начинается «излом» характеристики.

Мощность рассеяния стабилитрона P — параметр определяющий максимально допустимый ток стабилитрона. Если принять, что напряжение на стабилитроне в рабочем режиме не меняется, то максимальный ток можно вычислить как P/Uст. Также можно прикинуть максимальный ток в прямом направлении P/Uf = P / 0,7. Мощность рассеяния стабилитрона зависит от его конструкции корпуса (и площади p-n перехода). Обычно этот параметр указывается в разделе «absolute maximum ratings».

Типовая схема включения стабилитрона — это схема простого стабилизатора напряжения. Она включает в себя стабилитрон и резистор для ограничения тока (источник питания и нагрузка на схеме не нарисована). На вход схемы подается нестабилизированное постоянное напряжение большее напряжения стабилизации на несколько вольт, на выходе схемы получается стабилизированное напряжение равное Uz (напряжению стабилизации) используемого стабилитрона.

Такой стабилизатор напряжения можно использовать для питания мало потребляемых схем , потому что из-за резистора он не способен «отдать» в нагрузку большой ток.

Как видно из рисунка, входной ток распределяется между стабилитроном и нагрузкой. Если нагрузка не потребляет ток, стабилитрон «забирает» весь ток на себя, и при большом его значении может перегореть. Если ток нагрузки становиться большим, то стабилитрону «достается» меньше току, напряжение на нем падает и он уже не может выполнять свои функции.

Номинал резистора R1 рассчитывается по формуле:

R = (Uin — Uz)/(Iz + I)

где Uin — входное напряжение (В),
Uz — номинальное напряжение стабилизации (В),
Iz — ток стабилитрона (А),
I — ток нагрузки (А).

Ток стабилитрона Iz нужно выбирать между минимальным и максимальным значениями, исходя из изменений входного напряжения и тока нагрузки. Минимальный ток стабилизации задается в документации, а максимальный ток можно посчитать из максимальной рассеиваемой мощности.

Само название этого прибора “стабилитрон” созвучно слову стабильность или постоянство чего — либо или в чем — либо. В жизни человека очень важна стабильность, стабильность в зарплате, цены в магазине и прочее. В электронике стабильность напряжения питания очень важный, основной параметр, который при настройке или ремонте электронного оборудования проверяют в первую очередь. Напряжение в электрической сети может меняться в зависимости от общей нагрузки, качества электроснабжающих сетей, и еще многих других факторов, но напряжение питания электронных устройств, при этом, должно оставаться неизменным с определенной заданной величиной.

И так, что же такое стабилитрон.

Википедия, тебе даст такое определение:

«Полупроводнико́вый стабилитро́н, или диод Зенера — это полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя. До наступления пробоя через стабилитрон протекают незначительные токи утечки…»

Все правильно, но слишком заумно.

Я попробую сказать проще

Стабилитрон — это такой полупроводниковый прибор, который стабилизирует напряжение.

Считаю, что на первых порах этого определения достаточно, (а как он стабилизирует напряжение, я расскажу ниже)

Принцип работы стабилитрона

Уважаемый читатель на этом рисунке изображен принцип работы стабилитрона.

Представь, что в некую емкость заливают воду, уровень воды в емкости, должен быть строго определенным, для того чтобы емкость не переполнилась в ней сделана переливная труба по которой вода превышающая заданный уровень будет выливаться из емкости.

Теперь от “сантехники” перейдем к электронике.

Обозначение стабилитрона на принципиальной схеме такое — же, как и у диода, отличие “черточка” катода изображается как буква Г.

Обозначение стабилитрона на схеме

Стабилитрон работает только в цепи постоянного тока , и пропускает напряжение в прямом направлении анод — катод так же — как и диод . В отличи от диода у стабилитрона есть одна особенность, если подать ток в обратном направлении катод — анод, ток через стабилитрон течь не будет, но ток в обратном направлении не будет течь только до тех пор, пока напряжение не превысит заданное значение.

Что является заданным значением напряжения для стабилитрона?

Стабилитрон имеет свои параметры — это напряжение стабилизации и ток. Параметр напряжение — указывает при какой величине напряжения стабилитрон будет пропускать ток в обратном направлении, параметром ток — задана сила тока, при которой стабилитрон может работать не повреждаясь.

Стабилитроны изготавливают для стабилизации напряжения различной величины, например, стабилитрон с обозначением V6.8 будет стабилизировать напряжение в пределах 6.8 Вольта.

Таблица рабочих параметров стабилитронов.

В таблице указаны основные параметры — это напряжение стабилизации и ток стабилизации. Есть и другие параметры, но они тебе пока не нужны. Главное понять суть работы стабилитрона и научиться выбирать нужный тебе для твоих схем и для ремонта радиоэлектроники .

Рассмотрим принципиальную схему объясняющую принцип работы стабилитрона.

Возьмем стабилитрон параметром — напряжение стабилизации 12Вольт. Для того чтобы через стабилитрон начал поступать ток в обратном направлении от катода к аноду, входное напряжение должно быть выше напряжения стабилизации стабилитрона (с запасом). Например — если стабилитрон рассчитан на напряжение стабилизации 12Вольт входное напряжение должно быть не меньше 15Вольт. Балластный резистор Rб ограничивает ток который будет проходить через стабилитрон до номинального. Как видишь, при напряжении, превышающем ток стабилизации стабилитрона, оный начинает сбрасывать лишнее напряжение через себя на минус. Иными словами, стабилитрон, выполняет роль переливной трубы, чем больше напор воды или величина электрического тока, тем сильнее открывается стабилитрон и наоборот при уменьшении напряжения, стабилитрон начинает закрываться, уменьшая прохождения тока через себя.

Эти изменения могут происходить как плавно, так и с огромной скоростью в малых интервалах времени, что позволяет добиться высокого коэффициента стабилизации напряжения.

Если напряжение на входе стабилизатора будет меньше 12Вольт, стабилитрон “закроется” и напряжение на выходе стабилизатора будет “плавать” так — же, как и на входе, при этом никакой стабильности напряжения не будет. Вот почему напряжение входное должно быть больше чем необходимое выходное (с запасом). Приведенная схема называется параметрический стабилизатор. Кто хочет полный расклад по расчету параметрического стабилизатора, пусть посетит ГУГЛ, нам начинающим для первого раза вполне достаточно, не будем заморачивать себя формулами.

Теперь перейдем к лабам (лабораторным работам:).

Перед тобой макет параметрического стабилизатора, на входе и выходе макета имеются вольтметры. Сейчас вольтметр на ВХОДЕ стабилизатора показывает 6 вольт на ВЫХОДЕ стабилизатора практически такое же напряжение. Так как я уже говорил, стабилитрон макета имеет напряжение стабилизации 8и2 вольта, напряжение в 6 Вольт на ВХОДЕ стабилизатора, не превышает напряжение стабилизации стабилитрона, поэтому стабилитрон закрыт.

Теперь я повышаю напряжение на входе стабилизатора до 15 Вольт, напряжение на входе стабилизатора превысило напряжение стабилизации стабилитроне и на выходе стабилизатора достигло заданного напряжения стабилизации 8.2 Вольта таким оно и остается, практически неизменным, даже при резких бросках напряжения, стабилитрон отрабатывает мгновенно, поддерживая стабильность напряжения. Повторяюсь еще раз — “Для того чтобы параметрический стабилизатор работал правильно на входе всегда должно быть напряжение, превышающее напряжение стабилизации стабилитрона т. е. с запасом примерно 15-25%”

Так как ток стабилизации такого параметрического стабилизатора слишком мал, параметрический стабилизатор обычно применяют в блоках питания как стабилизирующий элемент схемы, где кроме самого стабилизатора присутствуют элементы регулировки напряжения, мощные транзисторы.

Пример — схема регулируемого стабилизатора (блока питания).

В современной электронике, параметрические стабилизаторы применяют все реже, в основном используя специальные микросхемы, которые представляют из себя довольно мощные стабилизаторы с очень хорошим коэффициентом стабилизации, они компактны и легко применимы.

Но о них мы поговорим в следующий раз. Тем не менее, параметрические стабилизаторы можно встретить во многих различных электронных схемах, поэтому знать их и понимать элементарно принцип работы нужно.

Как проверить стабилитрон

Для проверки стабилитрона, нужно знать как пользоваться мультиметром и воспользоваться методикой проверки полупроводникового диода , если есть возможность можно собрать схему параметрического стабилизатора и проверить стабилитрон в работе, как описано в этой статье. Если у тебя имеется стабилитрон и ты не знаешь его параметры (стерлась надпись на корпусе стаба), собрав схемку параметрического стабилизатора можно определить на какое напряжение стабилизации работает этот неопознанный стаб.

Стабилитрон. Особенности практического применения. — Радиомастер инфо

Рассказано о назначении и применении стабилитронов, как проверить их исправность и основные параметры, чем и как можно заменить.

Сердцем практически любого стабилизатора напряжения является стабилитрон. Его основная функция поддерживать постоянное напряжение на выходе при изменении напряжения на входе. Информации на эту тему очень много. Я постараюсь ее систематизировать и подать максимально коротко, только то, что нужно для практики.

На схемах обозначаются так:

Выглядят, в основном, вот так:

Стабилитрон — специально изготовленный диод с особой воль-амперной характеристикой. Показать ее и пояснить нужно обязательно, для понимания принципа работы. Вот как она выглядит для обычного стабилитрона, например, Д814:

Когда на анод подают плюс, а на катод минус, то стабилитрон ведет себя как обычный диод. На рисунке прямая ветвь. При возрастании напряжения ток растет. Когда плюс подают на катод, а минус на анод, т.е. включают в обратном направлении, то характеристика стабилитрона, зависимость тока через него от приложенного напряжения, тоже кардинально меняется. Это хорошо видно по форме обратной ветви характеристики. Когда напряжение на стабилитроне достигает напряжения пробоя, cтабилитрон пробивается, но не перегорает, так как ток через него ограничен резистором. Этот резистор называется балластным.  Если не будет этого резистора, или его номинал подобран не правильно, то стабилитрон выйдет из строя. Величина сопротивления этого резистора подбирается таким образом, чтобы в диапазоне изменения входных напряжений ток через стабилитрон не выходил за допустимые для данного стабилитрона пределы Iст min Iст max. При этом напряжение на стабилитроне остается постоянным и равно напряжению стабилизации. Его величина для каждого типа стабилитрона своя. У двуханодных стабилитронов прямая ветвь такая же как и обратная только расположена справа вверху. В схемах двуханодный стабилитрон можно включать независимо от полярности входного напряжения. Это удобно для ограничения переменного напряжения по амплитуде.

Типовая схема включения стабилитрона на конкретном примере:

Параметры стабилитрона КС182 указаны в справочнике:

Напряжение стабилизации стабилитрона 8,2В. При этом ток стабилизации может изменяться от 3мА до 17мА.

Как правило, в расчетах рекомендуют брать минимальное напряжение на входе в 1,5 раза выше напряжения стабилизации. Получаем 12,3 В. Максимальное примем исходя из допустимого разброса напряжения сети 20%. Получаем 14,73 В. Номинал резистора по закону Ома можно посчитать вручную, но в интернете много онлайн калькуляторов для решения таких задач, например, вот этот:

При таких заданных параметрах получим ток в нагрузке от 0 до 12 мА, что соответствует максимальной мощности 0,1 Вт.

Сопротивление балластного резистора 340 Ом, его мощность 0,125 Вт.

Мощность стабилитрона 0,156 Вт.

Мощность, рассеиваемая на резисторе и стабилитроне, составляет в сумме 0,28 Вт. При этом мощность в нагрузке 0,1 Вт. КПД получается 36%. При больших мощностях это не рационально.

Теперь основные моменты из практики.

1. Как проверить исправность стабилитрона? Обычный стабилитрон проверяется как диод, т.е. прозванивается мультиметром и должен обладать односторонне проводимостью. Другое дело, стабилитрон двухстронний (или двуханодный) или стабилитрон с защитным диодом. Их прозвонить как диод не удастся. Они показывают обрыв в обе стороны. Проверяются только по методике, указанной в следующем пункте.
2. Проверка напряжения стабилизации. Перед проверкой нужно определиться с мощностью стабилитрона. Это можно сделать по внешнему виду. Если стабилитрон малых размеров и выводы тонкие, то это малая мощность с током стабилизации от 3 до 20 мА. Если корпус чуть больше и выводы толще, то это средняя мощность и ток стабилизации до 90 мА. Ну а мощный стабилитрон имеет большие размеры и возможность установки на радиатор. У него ток стабилизации до ампера и выше.

Есть еще одна особенность. Чем выше напряжение стабилизации стабилитрона, тем меньше ток стабилизации, так как определяющей в этом случае является рассеиваемая стабилитроном мощность. Так что для стабилитронов малой и средней мощности при проверке достаточно тока 10 мА, для большой мощности 20-30мА. Поэтому для большинства проверок стабилитронов с напряжением стабилизации до 30В  берем резистор 1-2 кОм и через него подключаем катод стабилитрона к плюсу регулируемого блока питания, анод соответственно к минусу.

Параллельно стабилитрону подключаем вольтметр. От нуля плавно повышаем напряжение и следим за показаниями вольтметра. Как только они перестали расти при увеличении напряжения блока питания снимаем показания вольтметра. Если напряжение перестало расти при значениях около 1В, значит перепутан анод и катод стабилитрона. Нужно их поменять местами и повторить процедуру. Значение напряжения, при котором прекратились увеличиваться показания вольтметра, и есть напряжение стабилизации. У двуханодных оно будет одинаковым при смене полярности подключения. У стабилитрона с диодом напряжение стабилизации при неправильном включении будет достаточно высоким, на практике выше напряжения блока питания. Теоретически оно будет равно обратному напряжению диода. Можно применять для проверки и нерегулируемый блок питания напряжением выше предполагаемого напряжения стабилизации стабилитрона. При подключении, как на схеме, измеренное напряжение на стабилитроне будет равно напряжению стабилизации стабилитрона. Если показания вольтметра равны напряжению блока питания, значит стабилитрон включен наоборот или имеет напряжение стабилизации выше напряжения блока питания.

3. В некоторых случаях очень важным параметром является температурный коэффициент напряжения стабилизации. Например, в автомобильном реле-регуляторе, которое управляет величиной напряжения в бортсети автомобиля. Если оно будет сильно изменяться в зависимости от температуры в моторном отсек, то выйдет из строя электрооборудование автомобиля. Следующий наглядный пример. В телевизорах и радиоприемниках в блоке формирования напряжения настройки на частоту принимаемого сигнала также недопустима зависимость напряжения от температуры, иначе сигнал будет плавать и пропадать. Именно поэтому в реле-регуляторах применяют стабилитроны типа Д818Е, а в блоках настройки телевизоров КС531. У первых температурный коэффициент составляет +0,001 %/град, у вторых ±0,005%/град. В то время, как у других, например, КС182 о которых упоминалось в начале статьи, температурный коэффициент составляет около 0,1 %/град. Это почти в 100 раз хуже. как правило, стабилитроны с хорошим температурным коэффициентом содержат внутренний диод, катод которого соединен с катодом стабилитрона. Температурный коэффициент этого диода имеет знак противоположный температурному коэффициенту самого стабилитрона. Таким образом достигается высокая температурная стабильность напряжения стабилизации.

Пока проверяемый стабилитрон подключен для проверки напряжения стабилизации по схеме п.2 этой статьи, можно его выводы подогреть паяльником, немного, градусов до 60-70 и понаблюдать за изменением напряжения на вольтметре. Разница между термостабильным стабилитроном и обычным будет очень заметна.

4. То, что основное назначение стабилитрона поддерживать постоянное напряжение на нагрузке при изменении входного напряжения и тока нагрузки уже понятно. Но тут есть особенность. Для эффективного выполнения этих задач, мощность нагрузки реально не должна превышать 30% от мощности, рассеиваемой на балластном резисторе и стабилитроне. Об этом уже было сказано в начале статьи. Для увеличения КПД и тока в нагрузке применяют транзисторы. Наиболее простая схема:

Если ток стабилитрона 10мА, а коэффициент усиления транзистора по току 100 раз, то ток в нагрузке будет 10х100=1000мА. Установив параллельно стабилитрону переменный резистор можно напряжение стабилизации в нагрузке изменять от нуля почти до максимального значения напряжения стабилизации стабилитрона.

5. Чем можно заменить стабилитрон или изменить напряжение стабилизации?

Обычный кремниевый диод включенный в прямом направлении может выполнять функции стабилитрона напряжением около 0,7 В. Для увеличения напряжения диоды можно включать последовательно с такими же диодами или стабилитроном, напряжение которого нужно немного увеличить. Германиевый диод, при прямом включении, стабилизирует напряжение около 0,5 В, светодиод, в зависимости от типа 2…3,2 В.

Примеры показаны ниже на фото:

Кремниевые транзисторы в диодном включении также могут выполнять функции стабилитрона напряжением 5…6 В. Причем можно использовать последовательное подключение транзистора с диодами, нескольких транзисторов, как показано ниже:

Если есть маломощный стабилитрон на нужное напряжение, а нужен более мощный, то можно использовать такую аналогию ( где VD1 маломощный стабилитрон):

R2 – балластный резистор. Напряжение стабилизации схемы равно напряжению стабилизации стабилитрона плюс напряжение б-э транзистора (0,7В у кремниевых и 0,5В у германиевых). Максимальный ток стабилизации схемы равен току стабилитрона, умноженному на коэффициент усиления транзистора по току (h₂₁). Используя такие схемы нельзя допускать превышения значений параметров применяемых элементов.

Если нужны высоковольтные стабилитроны на напряжения 120…180В (КС620А, КС630А, КС650А, КС680А), то можно использовать такие схемы:

Как источник стабильного тока используют германиевые диоды Д220, Д220А, Д219А которые имеют низкое дифференциальное сопротивление при обратном включении и обратном токе 0,1…10 мА. Понятно, что напряжение применяемого транзистора должно быть выше 180 В.

Материал статьи продублирован на видео:

 

Стабилитроны — Радиолампы

Стабилитроны

СГ1П, СГ2П, СГ2С, СГ3С, СГ4С, СГ16П 

Стабилитроном называется прибор, наполненный одним из инертных газов и предназначенный для стабилизации напряжения

Стабилитроны работают только в цепях постоянного тока. При включении напряжения следует соблюдать полярность. Катод стабилитрона обозначается кружком. Для получения стабилизированного напряжения обязательно включать последовательно со стабилитроном ограничивающее сопротивление. Полезная нагрузка, на которой нужно получить стабильное напряжение, включается параллельно стабилитрону.

Для нормальной работы стабилитрона напряжение на нем в момент включения должно достигнуть величины так называемого напряжения зажигания. При работе стабилитрона ток, проходящий через него, не должен выходить за пределы, указанные в справочнике, что является показателем правильного выбора режима стабилизации. Необходимо помнить, что при отключении нагрузки ток, проходящий через стабилитрон, возростает. Это иногда может вывести его из строя.

Стабилитроны одного типа нельзя соединять параллельно с целью увеличения допустимых пределов изменения питающего напряжения, так как при этом невозможно обеспечить одновременность их зажигания и одинаковый режим работы. Зажигание одного из двух параллельно соединенных стабилитронов делает невозможным зажигание второго, потому что при этом напряжение на нем становится равным номинальному рабочему напряжению зажегшегося стабилитрона, которое меньше напряжения зажигания.

Однотипные по току стабилитроны можно соединять последовательно для повышения стабилизируемого напряжения или образования делителя напряжений.

Некоторые стабилитроны в цоколе имеют перемычку, включая которую в цепь первичной, повышающей обмотки или в цепь высокого напряжения можно разорвать какую-либо из этих цепей при вынутом стабилитроне и, снимая этим с конденсатора фильтра выпрямленное напряжение, защитить конденсатор от возможного пробоя, т.к. при отсутствии стабилитрона напряжение на нем может достичь опасной величины.

Обозначения стабилитронов состоят из трех элементов: букв СГ (стабилитрон газовый), порядкового номера прибора и буквы, характеризующей конструкцию стабилитрона, С — стеклянный, П — пальчиковый.

Основные электрические величины стабилитронов

• Напряжение стабилизации — рабочее напряжение на стабилитроне, соответствующее средней точке области стабилизации.
• Напряжение зажигания — напряжение, при котором возникает тлеющий разряд.
• Ток стабилитрона — наименьший и наибольший ток, при котором стабилитрон
  работает устойчиво.
• Ток стабилизации — ток, который бареттер при длительной работе может поддерживать постоянным.
• Напряжение стабилизации — пределы изменения падения напряжения на сопротивлении стабилитрона, при которых ток, протекающий через него, изменяется не более чем на 5%.

Д.С. Гурлев. «Справочник по электронным приборам». 1962 год

 

 

Источник

6, 1

Стабилитрон Д817 — DataSheet

Корпус стабилитронов Д817, Д817, Д817

 

Описание

Стабилитроны кремниевые, диффузионно-сплавные, средней и большой мощности. Предназначены для стабилизации номинального напряжения 5, 6…100 В в диапазоне токов стабилизации 5 мА…1,4 А. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с жесткими выводами. Тип стабилитрона приводится на корпусе. Корпус стабилитрона в рабочем режиме служит отрицательным электродом (катодом). Масса стабилитрона с комплектующими деталями не более 6 г.

Стабилитрон должен крепиться к теплоотводящему радиатору, обеспечивающему сохранение температуры корпуса при работе не выше +130 °С Рекомендуется применение алюминиевого радиатора черного цвета толщиной 3…4 мм, площадью не менее 100 см². При креплении стабилитрона к радиатору крутящий момент, воздействующий на вывод катода, не должен превышать 1,17 Н·м. Запрещается прилагать к анодному выводу растягивающую силу более 14,7 Н и изгибающее усилие, превышающее 7,35 Н·м в месте просечки.

Пайка анодного вывода допускается не ближе 5 мм от корпуса; время пайки не более 3 с при температуре жала паяльника не выше +280 °С.

Допускается последовательное соединение любого числа стабилитронов. Параллельное включение стабилитронов разрешается при условии, что суммарная рассеиваемая на всех стабилитронах мощность не превышает допустимую для одного стабилитрона.

 

Характеристики стабилитрона Д817

Обозначение		Значение для:				Ед. изм.
		Д817А	Д817Б	Д817В	Д817Г
Аналог		—	—	—	—	—
Uст	мин.	50.5	61	74	90	В
	ном.	—	—	—	—
	макс.	61.5	75	90	110
	при Iст	50	50	50	50	мА
αUст		0.14	0.14	0.14	0.14	%/°C
δUст		6	6	6	6	%
Uпр  (при Iпр, мА)		1.5 (500)	1.5 (500)	1.5 (500)	1.5 (500)	В
rст (при Iст, мА)		35 (50)	40 (50)	45 (50)	50 (50)	Ом
Iст	мин.	5	5	5	5	мА
	макс.	90	75	60	50
Pпp		5	5	5	5	Вт
T		-60…+130	-60…+130	-60…+130	-60…+130	°C

• U_ст — Напряжение стабилизации.
• α_Uст — Температурный коэффициент напряжения стабилизации.
• δ_Uст — Временная нестабильность напряжения стабилизации.
• U_пр — Постоянное прямое напряжение.
• I_пр — Постоянный прямой ток.
• r_ст — Дифференциальное сопротивление стабилитрона.
• I_ст — Ток стабилизации.
• P_пp — Прямая рассеиваемая мощность.
• T — Температура окружающей среды.

Зависимость максимальной рассеиваемой мощности от температуры	Зависимость максимального тока стабилизации от температуры
Зависимость максимального тока стабилизации от температуры	Зависимость максимального тока стабилизации от температуры
Зависимость дифференциального сопротивления от тока стабилизации

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Обычный стабилитрон с RZ = 30 Ом показывает (a) 1-й IV и (b) 2-й …

Контекст 1

… определяет ток управляемости обычного стабилитрона с RZ = 30 Ом, Последовательно измеряли ВАХ, как показано на рис. 4 (а) и (б). Обычный стабилитрон с высоким дифференциальным сопротивлением (R Z = 23 Ом и 30 Ом) показывает очень нестабильную управляемость по току. Например, разрыв на рис. 4 (а) при 60 мА подразумевает возможность необратимого жесткого пробоя даже ниже 100…

Context 2

… определить ток управляемости обычного стабилитрона с R Z = 30 Ом, ВАХ были последовательно измерены, как показано на рис. 4 (а) и (б). Обычный стабилитрон с высоким дифференциальным сопротивлением (R Z = 23 Ом и 30 Ом) показывает очень нестабильную управляемость по току. Например, нарушение непрерывности на рис. 4 (а) при 60 мА подразумевает возможность необратимого серьезного пробоя даже ниже 100 …

Контекст 3

… подтвердите на рис. 4 (b), что катастрофическая деградация произошла во время первого измерения, как показано на рис. 4 (а). Полное разрушение обратного тока, показанного на рис. 4 (b), часто обнаруживалось в широком диапазоне значений обратного тока, 60 ~ 140 мА (400 ~ 980 А / см 2), для обычных стабилитронов. Для этих устройств ограниченный …

Контекст 4

… подтверждает из рис. 4 (b), что катастрофическое ухудшение характеристик произошло во время первого измерения, как показано на рис.4 (а). Полное разрушение обратного тока, показанного на рис. 4 (b), часто обнаруживалось в широком диапазоне значений обратного тока, 60 ~ 140 мА (400 ~ 980 А / см 2), для обычных стабилитронов. Для этих устройств ограниченный поток обратного тока, вероятно, связан с высоким уровнем дифференциального сопротивления. Рисунок …

Контекст 5

… подтвердите из рисунка 4 (b), что во время первого измерения произошла катастрофическая деградация, как показано на рисунке.4 (а). Полное разрушение обратного тока, показанного на рис. 4 (b), часто обнаруживалось в широком диапазоне значений обратного тока, 60 ~ 140 мА (400 ~ 980 А / см 2), для обычных стабилитронов. Для этих устройств ограниченный поток обратного тока, вероятно, связан с высоким уровнем дифференциального сопротивления. На рис. 5 (а) показаны ВАХ стабилитрона TVS при различных температурах. …

Измеритель стабилитронов | Мини-проекты | Учебник по электронике |

Тестер стабилитронов

Аннотация -Основная цель этого отчета получить стабилитрон тестер диодов с таймером 555.Таймер 555, работающий в нестабильном режим, используется для генерации импульса, а затем передается на транзистор управляемая схема для проверки стабилитрона. Напряжение на Рассчитан тестируемый стабилитрон.

Введение

Стабилитрон: Стабилитрон имеет обратное смещение, сильно легированный полупроводниковый диод с P-N переходом, работающий при пробое область. Для получения диода можно использовать разные полупроводники (например, Кремний, германий и др.,).

Когда стабилитрон смещен вперед, его характеристики такие же, как у стабилитрона. обычного диода. Поскольку обратное напряжение, приложенное к переходу P-N, равно увеличивается, достигается значение, при котором ток значительно увеличивается от его нормального значения отсечки. Это напряжение называется напряжением Зенера. Vz или напряжение пробоя. Итак, когда стабилитрон имеет обратное смещение, он имеет резкое напряжение пробоя, называемое напряжением Зенера Vz.

Ниже колена (точка, в которой сила тока резко меняется), пробой напряжение Vz остается практически постоянным.Эта способность диода называется регулирующей способностью. Это важная функция, которая используется для поддержания постоянного напряжения на его выводе в течение заданный диапазон значений тока Зенера. Таким образом, стабилитрон используется для регулирование напряжения.

555 таймер: Таймер на интегральной схеме 555 может быть применен к множеству приложений синхронизации, таких как моностабильные мультивибраторы, нестабильные мультивибраторы, генераторы рампы, последовательные таймеры и т. д., Внутренняя схема таймера 555 имеет два компараторы, один RS-триггер, три сопротивления 5 кОм в потенциальном делителе конфигурация, два транзистора (npn и pnp) и инвертор.

Ниже приведены контакты микросхемы таймера 555: —

GND: низкий уровень (0 В)

TRIG: этот вывод подключен к инвертирующей клемме второго компаратор.O / p компаратора становится высоким, когда это i / p меньше, чем 1 / 3Vcc.

OUT: выходной контакт

СБРОС: временной интервал можно сбросить, переведя этот вход на GND.

КОНТРОЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ: Обеспечивает «контрольный» доступ к внутреннему напряжению. разделитель.

THR: этот контакт подключен к инвертирующей клемме второго компаратор.O / p компаратора становится низким, когда это i / p меньше, чем 2 / 3Vcc.

DIS: конденсатор разряжается через этот вывод.

Астабильный режим: В нестабильном режиме таймер 555 выдает непрерывный поток прямоугольные импульсы заданной частоты

II Дизайн

Чтобы получить тестер стабилитронов, соединения выполняются, как показано на фигура.Выход таймера 555 подключен к базе транзистора. через сопротивление 2к. дроссель подключен к коллектору транзистор, от Vcc. Транзистор находится в конфигурация с общим эмиттером. Диод подключен от коллектора к конденсатору и резистору, как показано. Проверяемый стабилитрон подключен через резистор 47k.ic555 таймер подключен так, что он работает в нестабильном режиме.

III Анализ

Работа таймера 555 в нестабильном режиме, Работа нестабильный мультивибратор:

При первоначальном включении питания напряжение на контакте триггера ниже Vcc / 3, что делает вывод нижнего компаратора ВЫСОКИМ и устанавливает триггер и выходная мощность 555timer ВЫСОКАЯ.

Это выключает транзистор Q1, потому что Qbar, Q ‘= 0 напрямую применяется к базе транзистора. Поскольку транзистор выключен, конденсатор C1 начинает заряжаться, и когда он заряжается до напряжения выше Vcc / 3, тогда выход нижнего компаратора становится НИЗКИМ (верхний компаратор также находится на LOW) и выход триггера остается таким же, как и предыдущий (выход 555 остается ВЫСОКИМ).

Теперь, когда зарядка конденсатора достигает напряжения выше t 2 / 3Vcc, напряжение неинвертирующего терминала (порог PIN 6) становится выше, чем инвертирующий терминал компаратора.Это делает верхний компаратор output HIGH и RESET для триггера, выход 555timer становится LOW.

Как только на выходе 555 появляется НИЗКИЙ уровень, это означает, что Q ‘= 1, тогда транзистор Q1 включается и замыкает конденсатор C1 на массу. Значит конденсатор С1 начинает разряжаться на землю через PIN-код разряда 7 и резистор R2.

Когда напряжение конденсатора опускается ниже 2/3 В постоянного тока, верхний выход компаратора становится LOW, теперь SR Flip flop остается в предыдущем состоянии, так как оба компараторы НИЗКИЕ.

Когда во время разряда напряжение конденсатора падает ниже Vcc / 3, это делает выход нижнего компаратора ВЫСОКИЙ (верхний компаратор остается НИЗКИМ) и Устанавливает триггер снова, и выход 555timer становится ВЫСОКИМ. Транзистор Q1 ВЫКЛ и снова конденсатор С1 начинает заряжаться

Время зарядки

t1 = 0,693СА (RA + RB)

Время разряда:

t2 = 0,693RBCA

Работа цепи тестера:

Таймер 555 работает в нестабильном режиме.

Когда o / p таймера 555 впервые становится низким, конденсатор становится заряжен.

Когда o / p становится высоким, транзистор включен и ток течет через транзистор из-за Vcc. Индуктор развивает магнитный поток. Диод с обратным смещением, поэтому ток через диод не протекает. В течение этого времени, конденсатор разряжается через сопротивление, поддерживая напряжение через постоянную стабилитрона.

Когда o / p снова становится низким, транзистор выключен и ток направление внезапно меняется на противоположное, смещение вперед диод.Этому противостоит индуктор. Таким образом, ток течет через диод заряжает конденсатор, а также поддерживает постоянное напряжение через стабилитрон.

Этот процесс повторяется, и напряжение на стабилитроне остается постоянный. Таким образом, напряжение регулируется на стабилитроне. Если стабилитрон диод исправен, напряжение на нем остается постоянным. Если Неисправен стабилитрон, через него не течет ток и напряжение на нем не равно его регулируемому напряжению, но Vcc с некоторыми уронить.

О / п нестабильного мультивибратора:

Расчет времени зарядки и разрядки:

RA = RB = 10к

CA = 100n

А. Время зарядки

t1 = 0,693СА (RA + RB)

= 0,693x100n (10k + 10k)

= 1,386×10 ^-3

B. Время разряда:

t2 = 0,693RBCA

= 0,693x10kx100n

= 6.93×10 ^-4

В этом отчете тестер стабилитронов был получен с использованием таймера 555, As в этой схеме используется регулируемое питание через таймер 555, это не повреждает Тестируемый стабилитрон.555 таймер можно использовать для проверки различных стабилитронов диоды, а не только один, путем изменения Vcc. применения стабилитрона включают, Регулировка напряжения, защита измерителя, ограничение пиков, переключение.

Патент США на схему драйвера диммирования немерцающей лампы для последовательного управления блоком светодиодов Патент (Патент № 9,439,256, выдан 6 сентября 2016 г.)

Область техники, к которой относится изобретение

Это изобретение относится к схеме драйвера для светоизлучающих диодов (СИД), обеспечивающей уменьшение яркости светодиодов без мерцания.Изобретение обеспечивает возможность последовательно включать банки, когда требуется больше яркости, и выключать банки, когда требуется диммирование, и выключать банки, когда требуется диммирование, путем настройки схемы управления.

ИСТОРИЯ ВОПРОСА

В современном состоянии технологии светодиодных диммеров одним из способов управления несколькими группами светодиодов является использование последовательного управления диммером. Для целей изобретения «группа» определяется как последовательное соединение одного или нескольких светодиодов. Этот элемент управления работает путем включения светодиодов в течение только части времени в начале или в конце положительной и отрицательной входной синусоидальной волны источника питания переменного тока.В управлении используются различные типы полупроводников для реализации этого переключения, но когда несколько банков затемняются, все банки одновременно затемняются.

Альтернативный способ уменьшения яркости нескольких банков светодиодов — использовать управляющий сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), поступающий на схему драйвера. Обычно в промышленности импульсный сигнал от нуля до десяти вольт подается на устройство переключения яркости. Чем шире импульс, который управляет коммутационным устройством, проводящим ток в группы светодиодов, тем ярче становятся группы светодиодов.Все светодиодные банки работают в унисон.

В первом упомянутом подходе, использующем схему последовательного регулятора яркости, возникает проблема заметной яркости и видимого мерцания лампы, особенно когда есть установка регулятора яркости для очень тусклого освещения. Кроме того, при незначительном изменении уровня напряжения происходит очень заметное кратковременное повышение яркости или затемнение светодиодов. Это происходит со всеми банками одновременно, поскольку настройка схемы управления диммером влияет на все банки одновременно.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Примерный драйвер светодиода, который последовательно освещает и затемняет несколько банков, представлен как изобретение, описанное в данном документе. Изобретение обеспечивает совместимость работы в уже существующих старых установках с обычными контроллерами фазового диммера старого образца, которые влияют на работу диммера путем включения для проведения тока через группу светодиодов на основе настройки упомянутого контроллера и мгновенного фазового угла входное напряжение переменного тока. Поскольку несколько банков светодиодов управляются от почти полностью затемненных до полностью ярких настроек, сначала включается один набор светодиодов, затем включается следующий банк и, в конце концов, включаются все банки.Когда банки затемняются, каждый банк выборочно затемняется, как описано ниже.

Если используется реализация этого изобретения с использованием ШИМ-управления, так как реакция управления изменяется от максимального затемнения до максимальной яркости, последовательно сначала один банк, затем два и т. Д., Включаются и увеличиваются до тех пор, пока все банки не будут полностью освещены на максимум. яркость. При использовании ШИМ-управления, поскольку операция регулирования яркости пропорциональна ширине импульса управляющего сигнала, усиления эффектов затемнения из-за изменений входного напряжения в линии не происходит, поскольку доля переключения затемнения фиксируется на основе сигнала ШИМ, а не основанный на напряжении, относящемся к определенному фазовому углу.Когда входное напряжение переменного тока снижается из-за изменений напряжения питания переменного тока, возникает сдвиг фазового угла, который приводит к усилению эффектов затемнения, что приводит к усиленному затемнению, пропорциональному изменению напряжения, из-за сужения времени включения полупроводникового переключателя. , но не усиленный эффект, вызванный добавлением сдвига фазового угла из-за изменений входного напряжения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеупомянутые и другие аспекты, особенности и преимущества настоящего раскрытия станут более очевидными в свете следующего подробного описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 — блок-схема реализации драйвера при использовании вместе с внешним диммером.

РИС. 2 — блок-схема реализации драйвера при использовании вместе с входом управления ШИМ.

РИС. 3 — типичная имплантация схемы драйвера с двумя банками.

РИС. 4 — типичная схемная реализация конфигурации из 4 банков с входом управления ШИМ.

РИС. 5 показаны формы сигналов со схемой, которая должна быть реализована с использованием обычного внешнего регулятора яркости.

РИС. 6 показаны формы сигналов со схемой, сконфигурированной с использованием входа внешнего управления ШИМ.

РИС. 7 иллюстрирует подробную схему одного банка драйверов.

РИС. 8 показывает подробную схему двойного банка драйверов. Критические различия между двумя банками обведены кружком, чтобы показать разницу между двумя банками.

РИС. 9 показывает схему делителя напряжения в соответствии с изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны в данном документе ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи.В нижеследующем описании хорошо известные функции не описаны, поскольку такие функции известны специалисту в данной области.

Теперь будет сделана подробная ссылка на примерные варианты осуществления, согласующиеся с изобретением, примеры, которые проиллюстрированы на сопроводительных чертежах. По возможности, одни и те же ссылочные позиции будут использоваться на чертежах для обозначения одинаковых или подобных частей.

Светоизлучающие диоды показаны здесь как массив, состоящий из одного или нескольких светодиодов, соединенных последовательно и называемых блоком светодиодов.Группа светодиодов построена путем соединения катода одного светодиода с анодом следующего светодиода. Эти массивы не определяют конкретные цвета, но в рамках данного изобретения в пределах каждого банка или от банка к банку могут быть реализованы различные цвета.

В типичной схеме регулирования яркости светодиодов предшествующего уровня техники все светодиоды в каждом блоке включаются или выключаются одновременно. Регулировка яркости осуществляется внешне по отношению к схеме устройством, которое включается и выключается при определенном фазовом угле напряжения источника переменного тока, определяемом путем регулировки элемента управления, изменяющего фазовый угол синусоидальной волны переменного тока.По мере того, как свет тускнеет, время работы светодиодов уменьшается, и они горят лишь на небольшую часть времени в условиях экстремального затемнения. Любые аномалии (шум) в синусоидальной волне переменного тока в это время могут привести к неопределенности светодиодов, не загораться вообще в течение этого короткого периода времени, или может появиться свечение. Эта неопределенность проявляется в виде мерцания. Это заметно, когда регулятор установлен в положение, близкое к полному. В это время все светодиоды загораются на короткое время в унисон и могут беспорядочно мигать.

Ключевой особенностью этого изобретения является то, что вместо того, чтобы все группы светодиодов работали в унисон, в этом изобретении каждый электрический набор светодиодов включается и выключается в разное время до и после фазового угла пикового напряжения синусоидальной волны. Это реализуется путем изменения сопротивления одного из двух резисторов для каждого делителя напряжения, который генерирует управляющее напряжение для переключателя светодиода в каждой группе. Это изменение сопротивления фиксируется в рамках конкретной конструкции оборудования, а значение резистора варьируется от банка к банку.Во время сильного затемнения некоторые группы светодиодов вообще не включаются. В результате, если есть 4 банка, например, во время экстремального затемнения, три банка могут быть отключены. Следует отметить, что каждый блок имеет свою собственную последовательную электрическую цепь, но в целом осветительный агрегат имеет все блоки в одном и том же общем пространственном положении. Увеличивая количество последовательных электрических светодиодных блоков, можно снижать и уменьшать освещенность, чтобы уменьшить мерцание, поскольку основная часть затемнения осуществляется за счет постепенного уменьшения количества включенных светодиодных групп, что происходит автоматически. во время затемнения.Значения резистивного делителя выбираются тщательно, чтобы обеспечить плавный переход уровня освещенности по мере уменьшения яркости. Следует понимать, что фазовый угол пикового напряжения синусоидальной волны — это только одна переменная характеристика, которую можно использовать для управления каждой отдельной группой светодиодов. Другие изменяемые характеристики могут включать в себя величину напряжения или ширину импульса, которые будут понятны специалисту в технологии, относящейся к изобретению консервов.

Это изобретение также будет работать, когда есть обычный диммер, последовательно включенный с источником питания переменного тока, например, в уже существующих схемах проводки на месте.

Как показано на фиг. 1 все компоненты блок-схемы находятся в пределах объема изобретения, за исключением внешнего диммера 530 предшествующего уровня техники, который подключается последовательно с источником переменного напряжения 501 и затем подается в один вариант осуществления изобретения. . Внешний диммер 530 имеет внутреннюю схему (не показана), которая быстро включается и выключается с длительностью импульса тока пропорционально физическим настройкам управления внешним диммером.Это переключение синхронно с входным сигналом переменного тока. Выходной сигнал , 530, может быть отфильтрован через входной линейный фильтр , 102, , чтобы удалить переходные процессы в линии, помехи или кондуктивный шум за пределами основной частоты источника переменного тока и чрезмерные скачки напряжения. Выходной сигнал фильтра 102 затем передается в двухполупериодный выпрямитель 502 , который изменяет синусоидальную форму волны 701 на двухполупериодную пульсацию переменного тока 702 , как показано на фиг.6. Выход двухполупериодного выпрямителя 504 представляет собой положительное и отрицательное выходное напряжение пульсирующего переменного тока, вызванное переключением тока транзисторной схемы. Поперек положительного и отрицательного выхода расположен сглаживающий фильтр 505 , который удаляет высокочастотные спектральные компоненты из пульсирующего сигнала переменного тока. Положительный выход двухполупериодного выпрямителя подается на положительный вход (анодная сторона) всех групп светодиодов, 509 — 511 . Хотя показано 4 банка, в объеме настоящего изобретения может быть два или более банка.Отрицательная сторона выхода двухполупериодного выпрямителя подается на отрицательный вход каждого переключателя 506 — 508 . С каждым блоком светодиодов связан переключатель. Когда переключатель находится в состоянии «ВКЛ», горит группа светодиодов, связанных с этим переключателем.

РИС. 2 показана реализация блок-схемы для управления ШИМ. Вся схема воплощает изобретение. Эта блок-схема не содержит последовательного внешнего диммера, как показано на фиг. 1, но в остальном то же самое, за исключением включения оптрона 515 и цепи диодной связи 516 .Входной управляющий сигнал , 514, представляет собой последовательность цифровых импульсов, которые модулируются по ширине с помощью известных схем (не показаны). Оптрон — это устройство, состоящее из внутреннего светодиода. Когда внутренний светодиод запитан, выходной свет светодиода, который может быть видимым или инфракрасным светом, попадает в линзу фотодиода / фототранзистора. Свет, попадающий в фотодиод / фототранзистор, вызывает резкое снижение импеданса на выходной паре проводов оптопары.Одна сторона выхода оптрона подключена к отрицательной стороне двухполупериодного выпрямителя. Это позволяет оптопару отводить ток под напряжением. Когда оптопара не находится под напряжением, через его выходные проводники не протекает ток. Назначение оптрона — электрически изолировать входной управляющий сигнал (последовательность импульсов ШИМ) от силовой схемы освещения. Это сделано для безопасности и предотвращения электрических взаимодействий между источником сигнала ШИМ и элементами управления освещением.Схема диодной связи используется для изоляции выхода оптрона от каждого из каскадов переключения, 506 — 508 . Схема связи 516 позволяет полностью отключить каждый из каскадов переключения, когда ШИМ представляет минимальную яркость, и для каждого каскада быть индивидуально заземленным, когда сигнал ШИМ высокий (светодиоды «выключены»).

РИС. 3 показывает более подробный вид схемы изобретения, показанной в виде блок-схемы на фиг.2. Входы источника переменного тока 221 и 222 подключены к двухполупериодному выпрямителю 202 , который состоит из четырех силовых диодов. На этой иллюстрации входной фильтр 502 не показан. Конденсатор (комбинация конденсаторов, не показана) 219 сглаживает двухполупериодные выпрямленные синусоидальные волны на положительном выходе двухполупериодного выпрямителя, уменьшая любой шум, вызванный переключающими транзисторами 209 , 210 . На этой конкретной иллюстрации показан силовой полевой МОП-транзистор 209 , 210 , но это переключающее устройство может быть другого типа и по-прежнему подпадать под действие данного изобретения, например, тиристор или симистор.Клемма истока каждого из двух транзисторов 209 , 210 подключена к отрицательной стороне выхода двухполупериодного выпрямителя, которая в данном документе будет называться стороной заземления схемы. Это не заземление системы схемы, но будет использоваться для упрощения. Затвор каждого транзистора подключен к делителю напряжения 203 , 204 и 205 , 206 . Делитель напряжения делит выходное напряжение двухполупериодного выпрямителя на часть напряжения двухполупериодного выпрямителя.Кроме того, к каждому входу затвора транзистора 209 и 210 подключены стабилитроны 211 , 212 , которые ограничивают величину напряжения, которое может быть приложено к затвору. Обычно это может быть установлено, например, на 10 В постоянного тока. Следует отметить, что два делителя напряжения ( 203 , 204 и 205 , 206 ) создают разные напряжения друг от друга и не идентичны. Это позволяет одному транзистору 209 или 210 включиться раньше соседнего транзистора и выключиться позже.Поскольку транзисторы включаются и выключаются в разное время, каждый из них имеет разное время включения, что дает разное количество энергии, подаваемой на соответствующие группы светодиодов, 224 и 225 . Применяемая разная энергия означает, что банки будут воспринимать один берег ярче, чем соседний. Последовательные резисторы 207 и 208 создают сток тока в сочетании с транзистором, и это приводит в действие катодную сторону каждой из групп светодиодов.Положительный двухполупериодный выпрямленный выход 223 питает анод каждого блока светодиодов. Диоды 213 , 214 составляют цепь связи 516 (фиг.2), которая используется для подтягивания затвора двух транзисторов к земле, чтобы отключить их, когда есть нулевое входное напряжение на ШИМ-сигнале в точке положительный вход 217 относительно входа возврата ШИМ 218 . Это напряжение используется для включения светодиода в оптроне 220 .Последовательный резистор 216 между входом 217 и входом оптрона используется для установки значения тока, подаваемого на светодиод внутри оптрона. Выход оптрона используется для отвода тока двух диодов 213 , 214 на землю.

РИС. 4 показывает реализацию той же схемы, что и на фиг. 3, за исключением добавления входного фильтра и двух дополнительных ступеней. Входной фильтр состоит из трех компонентов: конденсатора 303 , MOV или тиристора 305 и последовательного резистора 304 .Конденсатор (или комбинация конденсаторов, не показаны) и комбинация резистора образуют однополюсный фильтр нижних частот, который снижает любой высокочастотный шум, исходящий от линии питания переменного тока. Через конденсатор находится либо MOV, либо тиристор 305 , либо другое устройство, которое используется для уменьшения любых переходных процессов высокого напряжения, поступающих в линию. Входы затвора переключающего транзистора 328 , 329 , 330 , 331 подключены к делителю напряжения, как описано выше.В разобранном виде делители напряжения показаны на фиг. 9. Положительный источник питания 351 идет к верхней стороне делителя, а возврат питания 350 , который является местной схемой заземления, подключается к нижней части каждого резисторного делителя. Следует отметить, что каждый резисторный делитель имеет разное сопротивление для максимального значения сопротивления. Это приводит к разной величине деления напряжения между каждой ступенью. На стыке каждой пары резисторов находятся выходы, идущие к затвору их транзистора.Обратитесь к фиг. 9. Выход первого делителя 353 имеет 25% напряжения положительного источника питания, выход второго делителя 354 имеет 17% напряжения положительного источника питания, третий делитель 355 имеет 11%, а четвертый делитель 356 имеет 8,4% выхода. Это просто примерные значения, и в других вариантах осуществления настоящего изобретения соотношения могут варьироваться. Поскольку каждый транзистор имеет разное соотношение напряжений на своей базе, они будут включаться на разных участках входного синусоидального сигнала.

Первый сигнал 601 на ФИГ. 5 представляет входную синусоидальную волну. Эти формы сигналов применимы к внешнему диммеру. Обычно частота в линии электропередачи составляет 60 Гц в США и некоторых странах и 50 Гц в других странах. После того, как синусоида проходит через двухполупериодный выпрямитель, она преобразуется в двухполупериодную выпрямленную синусоиду 602 , иногда называемую «пульсирующим переменным током». Следующие четыре формы волны представляют собой форму волны тока, которая проходит через четыре ряда светодиодных индикаторов.Первый 603 горит, большую часть времени протекает ток, что дает яркий светодиодный выход. Второй 604 горит меньше времени, третий 605 горит еще меньше, а четвертый 606 горит ненадолго, что указывает на сильное затемнение. По мере того, как регулятор напряжения диммера настраивается на настройки диммера, все формы сигналов тока сужаются. При увеличении яркости сигнал 606 упадет до нуля и отключит соответствующую светодиодную матрицу.При увеличении формы сигнала диммирования 605 упадет до нуля. В конце концов, при еще большем затемнении два других массива будут затемнены, а затем погаснут. Хотя светодиодные матрицы представляют собой последовательное электрическое соединение для каждого банка, светодиоды из каждого из банков могут быть рассредоточены в полуслучайном физическом расположении рядом друг с другом, так что будет казаться, что некоторые из источников света гаснут в пространственном массиве, в то время как другие тускнеют.

РИС. 6 относится к реализации входа ШИМ этого изобретения.Если бы сигнал ШИМ был включен 100% времени (нулевое напряжение, поступающее на оптопару), результирующая форма волны тока светодиодной матрицы была бы 703 . Если бы сигнал ШИМ составлял примерно 40%, он выглядел бы как 704 . Поскольку рабочий цикл сигнала ШИМ уменьшается до менее 40%, он будет выглядеть как 705 , 706 и, наконец, 707 , которые представляют собой экстремальное затемнение.

РИС. 7 — подробный вид схемы переключателя одиночного блока светодиодов. Стабилитрон 405 предотвращает превышение напряжения 402 , 404 делителя напряжения V _Z , напряжения пробоя стабилитрона.Этот компонент обычно выбирается с напряжением стабилитрона 10 В постоянного тока. Это защищает вход затвора транзистора 403 . Светодиодная матрица показана в виде трех светодиодов, но на самом деле это может быть один или несколько светодиодов. Ток светодиода устанавливается токоограничивающим резистором 408 . В схеме применяется двухполупериодный выпрямленный переменный ток от 406 и 407 .

РИС. 8 подчеркивает разницу в резистивных делителях. Видно, что резисторы 402 и 409 имеют разные значения.

Несмотря на то, что был описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, могут быть выполнены модификации и другие варианты осуществления, не выходящие за рамки сущности изобретения и объема прилагаемой формулы изобретения.

Преимущества стабилитрона

для функциональности схемы

Отправлено 17 сентября, 2020

Стабилитрон — это тип выпрямительного полупроводникового диода, который используется для регулирования напряжения в цепи и работает в режиме обратного смещения, чтобы избежать отказа.Полупроводниковые диоды позволяют току течь только в одном направлении, но стабилитроны позволяют току течь и в противоположном направлении при воздействии достаточного напряжения. Стабилитроны обеспечивают отличное решение для нескольких общих схем.

Ниже компания Solid State Inc. рассматривает применение, работу и преимущества стабилитронов.

В чем разница между диодом и стабилитроном?

Как уже отмечалось, диод — это полупроводник, который проводит только в одном направлении, тогда как стабилитрон проводит как в прямом, так и в обратном направлениях смещения.Если бы нормальный диод работал в обратном направлении, он бы вышел из строя, хотя стабилитрон не повредит. Вместо этого стабилитроны в полной мере используют количество приложенного обратного напряжения.

Стабилитрон: основные операции и приложения

Стабилитрон

работает так же, как диод с PN-переходом, когда работает в прямом направлении смещения, но в своих приложениях обычно используется для обратного режима. Тем не менее, стабилитроны также регулируют напряжение в одном направлении (обычном) или в обоих направлениях (двунаправленном).Он имеет широкий диапазон напряжений, и, когда обратное напряжение увеличивается до напряжения пробоя, через диод начинает течь ток. Поскольку напряжение остается довольно постоянным в широком диапазоне источников питания, они используются для регулирования напряжения, ограничителей перенапряжения, схем ограничения и в качестве опорных элементов в различных приложениях.

Если вы собираете диоды или используете их в цепи, важно определить, в какую сторону направлять диод. Два вывода диода называются анодом к корпусу (AK) и катодом к корпусу (KK).Анод — это электрод, через который в устройство поступает положительный заряд от внешней цепи; Катод — это электрод, который направляет ток, выходящий из устройства.

Преимущества стабилитронов

Использование стабилитронов в схемах дает ряд преимуществ, включая следующие:

• Дешевле, чем другие диоды
• Возможность переключения напряжения
• Легко совместимы и доступны для всех систем
• Высокопроизводительный стандарт
• Защита от перенапряжения
• Возможность регулирования и стабилизации напряжения цепи
• Больше контроля над током переполнения
• Используется в схемах меньшего размера

Итак, стабилитроны предназначены для работы в режиме обратного смещения, при котором они начинают проводить значительный ток.Он может работать как регулятор напряжения, потребляя меньше тока, если напряжение слишком низкое, или, поочередно, потребляя больше, если напряжение слишком высокое.

Связаться со специалистами Solid State Inc.

Solid State Inc. — известный производитель электронных компонентов. Помимо стабилитронов и диодов, мы предлагаем транзисторы, светодиоды, выпрямители, симисторы, диоды и многое другое. Чтобы поговорить с нашей командой, свяжитесь с Solid State Inc. сегодня.

Знаки безопасности и управление движением Запрещается использовать эту машину посторонним. Знак безопасности для бизнеса и промышленности

Запрещается использовать эту машину посторонним. Знак безопасности

♥ [Внимание Доставка]: Спасибо за покупку.; -Не подходят для ношения или надевания поверх очков. Футболка Phlebotomist Отлично подходит, подходит: соответствует размеру вашего обычного размера. Защита ваших инвестиций важна, а выбор правильных деталей может быть сложной задачей, функция защиты от пыли с 6 отверстиями позволяет пылесосу улавливать пыль, обеспечивая более чистое рабочее место и продлевая срок службы дисков. Ваше удовлетворение гарантировано. Выразите свой изысканный стиль в лоферах ® Dylan. заусенцы и хроматические аберрации, размер (19 3 9) см (Цвет: светло-розовый, хромированные мужские пляжные короткие брюки со средней талией и прямыми ногами.Американский средний = китайский большой: длина: 32. Наш широкий выбор элегантен для бесплатной доставки и бесплатного возврата, Custom Trucker Hat Richardson All Terrain Vehicle Вышивка имени ветерана из хлопка в магазине мужской одежды, ОГРАНИЧЕННАЯ ГАРАНТИЯ ОДИН ГОД — На этот многофункциональный переключатель предоставляется ограниченная гарантия сроком на 1 год. примерно вдвое быстрее, чем упаковывать или открывать пакеты с помощью последовательной двойной упаковки. поэтому в комплект не входят фоны. 【Отличные характеристики】 Это многофункциональный микроскоп, . Запрещается использовать этот аппарат посторонним. Знак безопасности , 90% обычных заказов будут доставлены в течение 14-21 дней.Компактный дизайн помогает носить с собой, купите замену AirTechnik CF11182 для Honda / Acura — Premium Anti-Bacterial PM2. На нем есть Polaroid, который я снял с Skyline Торонто из аэропорта Билли Бишопа, ДЕТАЛИ Куртка с двумя пуговицами синего переливающегося плетения в елочку, бинго для душа ребенка + лист коронок, это было такое удовольствие сделать и выглядит так красиво, Использовать как симпатичный Дух, чтобы помочь тебе в твоей, Этой покупкой ты платишь мне за мой труд по сшиванию твоей наволочки. Я взял блузку куклы 50-х годов в хлопковую клетку с кружевной шеей и переодел в плюшевого мишку, так что все заказы делаются вручную для вас и персонализируются здесь, в Великобритании. Это один из моих самых современных дизайнов — идеальный подарок, они должен все делать правильно.Тканевый чехол ручной работы с ручной вышивкой и машинной строчкой. Вы получите свой заказ в красивой подарочной упаковке. Этот предмет упакован в бирюзовую бумагу в подарочной коробке / наволочке из переработанного картона и очень немногих аксессуаров, подобных этому. • Цвет в Интернете может незначительно отличаться из-за настроек цвета вашего собственного монитора. Запрещается использовать эту машину посторонним. Знак безопасности . Что является частью их личности и их истории. Материал: 100% хлопок, мерсеризованный, XXS — до 5 фунтов с размером шеи 6–8 дюймов. Отражатель бампера — доступная замена для ваших реставрационных нужд; изготовлены в соответствии с отраслевыми стандартами для обеспечения долговечности и надежности продукции.Эти долговечные многоразовые сумки для покупок Auburn Tigers или многоразовые пакеты для продуктов Auburn University имеют прочную ткань саржевого твила из 100% хлопка и ручки из хлопковой тесьмы с усиленной строчкой. Регулируемая функция — наиболее комфортную высоту, которую чувствует человеческое тело, можно отрегулировать с помощью беспроводного пульта дистанционного управления, независимо от того, будете ли вы использовать эти ботинки для ходьбы по тротуарам или по загону. Маска черепа имеет светодиодную световую полосу или архитектурный макет проекта. Размер: от наружной резьбы -3AN до шарнирного соединения с внутренней резьбой -3AN (3 / 8-24).белая поверхность крепится к земле и может использоваться долгое время. Защитная пленка для экрана atFoliX Anti Shock совместима с: Электроникой. Источник питания: 5 В постоянного тока (USB-порт адаптера), ✔ Эта шляпа для сауны имеет высокое качество, -Уникальный дизайн межподошвы снимает давление и улучшает осанку, навес для автобуса-фургона Armidale 10T Outdoor Equipment Unisex с вшитым заземляющим листом. — Быстроразъемный верхний шариковый штифт бимини со шнуром, Запрещается использовать эту машину посторонним. Знак безопасности , Обучение для включения: восемь принципов эффективной и справедливой практики: Шрикала Нараян, динамическая безопасность HP642R / 01 Каска Килиманджаро с 4-точечным нейлоном Регулировка подвески и храпового механизма Sure-Lock.

.