Atenție bolnav de electronică

Pagina pasionaților de electronică

0

Stabilizatoare de tensiune – scheme pentru începători

În lecția anteriora am văzut ce ușor putem realiza cu o diodă zener și un tranzistor un stabilizator de tensiune. În acesta lecție despre stabilizatoare de tensiune vă prezint câteva scheme simple ce ar trebui realizate de orice începător.

Exerciții și formule de calcul proiectare sursă

Să presupunem că trebuie să calculăm o sursă de alimentare pentru o tensiune stabilizată de 12V și 1,5A. Mai întâi începem de la dioda zener. Important dioda zener trebuie aleasă cu o valoare a tensiunii egală cu aproximativ 1/3 din valoarea tensiunii stabilizate pe care dorim să o obținem la ieșire. Deci, pentru a obține o tensiune de 12 volți la ieșire, va trebui să alegem o diodă zener de: 12 : 3 = 4V

Deoarece această valoare nu este o valoare standard, puteți utiliza o diodă de 4,3 sau 4,7 volți.

Curentul prin diodă este undeva între 5 și 7 miliamperi. Tensiunea Vin care trebuie aplicată pe colectorul tranzistorului de putere T1 trebuie să fie de 1,4 ori mai mare decât tensiunea care se dorește la ieșire și asta înseamnă că ar trebui să avem un minim de:
12 x 1,4 = 16,8 Vin minim

Prin urmare, trebuie să folosim o tensiune de intrare care nu este mai mică de 16,8 volți. Presupunând că tensiunea este de 18 volți și că dioda zener este de 4,3 volți, putem calcula imediat valoarea lui R1.

In schema alaturata avem un circuit”amplificator Darlington” cu câștig mare. Dacă tranzistorul de putere T1 are un Hfe de 30 și tranzistorul de putere medie T2 are un Hfe de 40, vom obține o etapă finală care va avea un Hfe total de:
Hfe total = 30 x 40 = 1200
Acestea fiind spuse, să verificăm acum care sunt valorile rezistențelor R1, R2, R3 și R4 pe care ar trebui să le folosim pentru a obține o sursă de alimentare stabilizată, capabilă să livreze 12 volți 1,5 amperi.

Calculul rezistenței R1

Pentru a debita un curent între 5 și 7 miliamperi pe dioda zener, vom calcula pentru o valoare medie, adică 6 miliamperi, atunci vom calcula valoarea R1 folosind formula:
R1 = [(Vin – Vz) : mA] x 1 000
[(18 – 4,3) : 6] x 1 000 = 2 283 ohms

Deoarece această valoare nu este o valoare standard, vom alege cea mai apropiată valoare, adică 2200 ohmi.

  • Vin = este valoarea tensiunii care se aplică colectorului tranzistorului TR1 care, în exemplul nostru, este de 18 volți.
  • Vz = este valoarea diodei zener, adică 4,3 volți.
  • mA = este curentul dorit prin dioda zener, adică 6 miliamperi.

Calculul rezistenței R2

Pentru a calcula valoarea rezistenței R2, trebuie să cunoașteți totalul Hfe care, așa cum am calculat anterior, este egal cu 1200. Putem calcula apoi valoarea curentului la bazatranzistorului de putere medie T3 cu formula:
mA bazaT3 = (amperi max : Hfe total) x 1 000
Deoarece este dorit să avem un curent de 1,5 amperi la ieșire, atunci:
(1,5 : 1 200) x 1 000 = 1,25 mA valoare rotunjită la 1,3 mA.

Cunoscând curentul livrat pe bază, pe care va trebui să-l aplicăm acestui amplificator Darlington și pe care îl vom indica „Ib”, putem calcula valoarea rezistenței R2 cu formula:
R2 = [(Vin – Vout – 1,4) : (Ib + 3,11)] x 1 000
[(18 – 12 – 1,4) : (1,3 + 3,11)] x 1 000 = 1 043 ohmi valoare care va fi rotunjită la 1000 ohmi.

  • Vin este valoarea tensiunii care se aplică colectorului tranzistorului TR1 care, în exemplul nostru, este de 18 volți.
  • Vu este valoarea tensiunii pe care dorim să o obținem la ieșirea sursei de alimentare, adică 12 volți.
  • 1,4 este căderea de tensiune cauzată de cele două tranzistoare TR3 și TR1, conectate in Darlington.
  • Ib este curentul pe care îl aplicăm pe baza tranzistorului TR3, pe care l-am calculat deja și care este de aproximativ 1,3 mA.
  • 3,11 este valoarea curentului livrat de dioda zener împărțită la 2.

știind că dioda furnizează un curent de 6,22 mA, împărțim această cifră la 2 și obținem 3,11 mA.

Calculul rezistenței R3

Pentru a calcula valoarea rezistenței R3 care trebuie plasată între emitorul tranzistorului TR1 și baza tranzistorului TR2, vom folosi această formulă:
R3 = [Vout : (Vz + 1,4)] – 1 x R4
[12 : (4,3 + 1,4)] = 2,1
(2,1 – 1) x 5 000 = 5 500 ohmi

Calculul rezistenței R4

ohm R4 = [(Vz + 0,7) : mA] x 1 000

[(4,3 + 0,7) : 1] x 1 000 = 5 000 ohms

Spre deosebire de celelalte rezistențe, daca rotunjim valorile R4 și R3, aceasta ar modifica valoarea tensiunii de ieșire.

Valorile R4 și R3
Pentru a obține o tensiune de ieșire exactă de 12 volți, va trebui să alegeți două rezistențe cu valori mai mici decât cele necesare pentru R3 și R4, apoi conectați un semireglabil de 2.200 ohmi în serie între ele.

Dacă alegeți o valoare de 4.700 ohmi pentru R3 și o valoare de 3.900 ohmi pentru R4, prin rotirea semireglabilului, veți obține: intre 10V si 15V.

Dacă nu doriți realizați calcule, atunci încercați realizați schema de mai jos. Detalii în video.

Stabilizator reglabil

Autor: Bogdan  Gewald

Lucrez de 18 ani în industria electronică. Locuiesc în Germania, într-un oraș mic de pe lângă Frankfurt am Main și lucrez ca dezvoltator hardware și software la o firmă care dezvoltă soluții pentru industria energetică de 50 de ani.

Acum tu urmezi!

Vrei să adaugi ceva, ai sugestii, ai găsit greşeli sau postarea nu mai este actuală? Atunci aștept cu nerăbdare comentariul tău.

Desigur, poți recomanda acest articol. Sunt recunoscător pentru orice sprijin!