Transistor-Zenerdiodenschaltung zur Handhabung der Hochstromstabilisierung

Die hier vorgestellte Hochleistungs-Zenerdiodenschaltung unter Verwendung eines Transistor-Shunt-Reglers kann verwendet werden, um sicher hochpräzise, ​​temperatur- und spannungsstabilisierte Ausgänge von Hochstromquellen zu erhalten.

Normale Zenerbegrenzung

Die Zenerdioden mit geringer Leistung, die wir normalerweise in elektronischen Schaltkreisen verwenden, sind für niedrige Ströme ausgelegt und können daher nicht zum Rangieren oder Stabilisieren von Hochstromversorgungen verwendet werden.

Obwohl höher bewertete Zenerdioden verfügbar sind, können diese relativ teuer sein. Trotzdem ist es tatsächlich möglich, eine anpassbare Hochleistungs-Zenerdiode unter Verwendung von Leistungstransistoren und eines Shunt-Regler-IC herzustellen, wie unten gezeigt:

Schaltplan

Verwenden eines Shunt-Reglers

In der Abbildung sehen wir die Beteiligung eines speziellen Shunt-Regler-IC in Form von LM431 oder TL431, bei dem es sich im Grunde um eine einstellbare Zenerdiode mit geringer Leistung handelt.

Abgesehen von dem variablen Spannungsattribut enthält das Gerät auch die Funktion zur Erzeugung eines temperaturstabilisierten Ausgangs, was bedeutet, dass die Umgebungstemperaturbedingungen die Leistung dieses Geräts nicht beeinflussen, was mit den normalen Dioden nicht möglich ist.

In Bezug auf die Belastbarkeit ist das TL431-Gerät jedoch nicht besser als das herkömmliche Gegenstück zur Zenerdiode.

Wenn es jedoch mit einem Leistungstransistor wie dem gezeigten TIP147 kombiniert wird, wird das Gerät in ein äußerst vielseitiges Hochleistungs-Zenerdiodengerät umgewandelt, das Hochstromquellen rangieren und stabilisieren kann, ohne beschädigt zu werden.

Beispielanwendung

Hierin kann ein klassisches Anwendungsbeispiel dieser Schaltung visualisiert werden Motorrad-Shunt-Reglerkreis wo das Design zum Rangieren und Schützen des Motorradgenerators vor den hohen Rückwärts-EMFs verwendet wird.

Das Design kann auch ausprobiert werden kapazitive Hochstromnetzteile für den Erwerb einer stoßfreien stabilisierten Ausgabe von diesen eher unsicheren, aber kompakten transformatorlose Netzteile .

Andere geeignete Anwendungen dieser vielseitigen Schaltung könnten für sein Steuerung der Windmühlenleistung und als elektronischer Lastregler für Regulierung der Leistung von Wasserkraftgeneratoren .

Ohne die TIP147-Integration sieht die LM431-Stufe ziemlich anfällig aus, und auch die Regelung wird nur über die Anode / Kathode des Geräts und nicht über die Hauptversorgungsanschlüsse hinweg entwickelt.

Hochleistungssteuerung

Wenn der Leistungstransistor integriert ist, ändert sich das Szenario vollständig, und jetzt simuliert der Transistor die Ergebnisse des Nebenschlussreglers und leitet den hohen Strom vom Eingang auf die richtigen Pegel um, wie in den LM431-Konfigurationen angegeben.

Der Potentialteiler, der unter Verwendung der Widerstände 3k3 und 4k7 am Referenzeingang des IC hergestellt wird, bestimmt im wesentlichen die Auslöseschwelle für den IC. Typischerweise kann der obere Widerstand angepasst werden, um einen beliebigen zenerstabilisierten Spannungsausgang von der Transistorschaltung zu erhalten.

Daraus können die detaillierten Berechnungen für die Widerstände gelernt werden Datenblatt zum Shunt-Regler TL431

Hinweis: Der TIP147 muss auf einem im Wesentlichen großen Lamellenkühlkörper montiert werden, um eine ordnungsgemäße und optimale Funktion der Schaltung zu ermöglichen.