Схема транзисторного стабилитрона для стабилизации больших токов

Представленная здесь высокомощная схема стабилитрона с транзисторным шунтирующим стабилизатором может быть использована для безопасного получения высокоточных, стабилизированных по температуре и напряжению выходных сигналов от сильноточных источников.

Нормальное ограничение стабилитрона

Маломощные стабилитроны, которые мы обычно используем в электронных схемах, предназначены для работы с малыми токами, и поэтому не могут использоваться для шунтирования или стабилизации источников высокого тока.

Хотя доступны стабилитроны с более высокими номиналами, они могут быть относительно дорогими. Тем не менее, на самом деле возможно создать настраиваемый высокомощный стабилитрон, используя силовые транзисторы и ИС шунтирующего стабилизатора, как показано ниже:

Принципиальная электрическая схема

Использование шунтирующего регулятора

Глядя на рисунок, мы можем увидеть использование специализированной микросхемы шунтирующего стабилизатора в виде LM431 или TL431, которая в основном представляет собой регулируемый стабилитрон малой мощности.

Помимо атрибута переменного напряжения, устройство также включает функцию создания выходного сигнала с температурной стабилизацией, что означает, что условия окружающей среды не будут влиять на производительность этого устройства, что невозможно с обычными диодами.

Но с точки зрения допустимой мощности устройство TL431 не лучше, чем его аналог на обычном стабилитроне.

Однако, когда он комбинируется с силовым транзистором, таким как показанный TIP147, устройство превращается в универсальный силовой стабилитрон, способный шунтировать и стабилизировать источники сильного тока без повреждения.

Пример приложения

Классический пример применения этой схемы можно представить на следующем рисунке. цепь шунтирующего регулятора мотоцикла где конструкция используется для маневрирования и защиты генератора мотоцикла от высоких обратных ЭДС.

Дизайн также можно попробовать в сильноточные емкостные источники питания для получения стабилизированного выхода без перенапряжения от этих небезопасных, но компактных бестрансформаторные источники питания .

Другие подходящие применения этой универсальной схемы могут быть для управление выходами ветряных мельниц и как электронный контроллер нагрузки для регулирование мощности гидрогенераторов .

Без интеграции TIP147 каскад LM431 выглядит довольно уязвимым, а регулирование разрабатывается только на аноде / катоде устройства, а не на основных клеммах питания.

Управление высокой мощностью

С интегрированным силовым транзистором сценарий полностью меняется, и теперь транзистор имитирует результаты работы шунтирующего стабилизатора, шунтируя высокий ток со входа на правильные уровни, как указано в конфигурациях LM431.

Потенциал делитель производится с помощью 3K3 и 4K7 резисторов на опорном входе интегральной схемы, по существу определяют порог срабатывания для IC, как правило, верхний резистор может быть изменен для получения любых желаемого стабилитрона стабилизированных выходных напряжения от цепи транзистора.

Подробные расчеты резисторов можно узнать из этого Техническое описание шунтирующего регулятора TL431

Примечание: TIP147 должен быть установлен на достаточно большом радиаторе оребрения для обеспечения надлежащего и оптимального функционирования схемы.