Zenera diode kā sprieguma regulators

Vai vēlaties izveidot vietni? Atrodiet bezmaksas WordPress motīvus un spraudņus. Daudzām lietojumprogrammām ir vēlams, lai līdzstrāvas padeve būtu stabila un bez viļņiem. Sprieguma regulatorus izmanto, lai nodrošinātu, ka līdzstrāvas padeves izeja ir stabila un relatīvi neatkarīga no slodzes. Visizplatītākā ierīce sprieguma regulēšanas shēmās ir Zenera diode. Zener diodes ir paredzētas un paredzētas lietošanai, ja tās ir pretēji novirzītas. Šeit tika aprakstīts pamata mehānisms, kas ir Zener reversās sadalīšanās efekta pamatā. Ir svarīgi atcerēties, ka Zener un lavīnas apgrieztās sadalīšanās efektu mehānismi ir atšķirīgi. Šī atšķirība nosaka atšķirību sadalījuma spriegumu diapazonā VZ, kurā dominē katrs efekts. Zener diodēm VZ parasti nav lielāks par 5.6 V. Vispārējs diode IV raksturlielums ar priekšējo nobīdes spriegumu V𝛾 un apgrieztā sadalījuma spriegumu VZ. Ņemiet vērā straujo IV raksturlīknes slīpumu netālu no VZ, kas liek domāt, ka tad, kad vD ≈ - VZ, diode spriegums ļoti maz mainīsies lielām diodes strāvas izmaiņām. Tieši šis īpašums padara Zenera diodu par noderīgu sprieguma regulatoru. Lai gan iv raksturlīknes slīpums nav konstants tuvu −VZ, sprieguma regulēšanas pamatprincipu ieviešanas vienkāršības labad šis slīpums tiks uzskatīts par nemainīgu, lai Zenera diode varētu tikt modelēta ar lineāriem elementiem, kad tā ir apgriezta -neobjektīvs pie vD = −VZ. Tāpat kā citām diodēm, arī Zenera diodei ir trīs darbības apgabali: ja vD ≥ Vγ, Zenera diode ir uz priekšu novirzīta un to var analizēt, izmantojot gabala lineāro modeli, kas parādīts 1. attēlā. 1. attēls Zenera diodes modelis uz priekšu novirzēm Ja −VZ <vD <Vγ, Zenera diode ir pretēji novirzīta, bet nav sasniegusi sadalījumu. Šajā reģionā to var modelēt kā atvērtu ķēdi. Ja vD ≤ –VZ, Zenera diode ir apgriezti novirzīta un ir notikusi sadalīšanās. Šajā reģionā to var modelēt, izmantojot gabala lineāro modeli, kas parādīts 2. attēlā. 2. attēls Zenera diodes modelis apgrieztam slīpumam Uz priekšu un atpakaļgaitas novirzes kombinēto efektu var apvienot vienā modelī, izmantojot ideālas diodes, kā parādīts 3. attēlā. 3. attēls. Zenera diodes pilnīgs modelis Lai ilustrētu Zenera diodes kā sprieguma regulatora darbību, ņemiet vērā 4. attēla (a) shēmu, kur neregulētais līdzstrāvas avots VS ir noregulēts līdz Zenera sprieguma VZ vērtībai. Ievērojiet, kā diode jāpievieno otrādi, lai iegūtu pozitīvu regulētu spriegumu. Ņemiet vērā arī to, ka tad, kad vS> VZ, Zenera diode ir apgrieztā sadalījumā. (Praksē ir svarīgi, lai vS paliktu lielāks par VZ.) Avota pretestība RS ir būtiska, jo tā ļauj sprieguma starpībai vS-VZ būt nullei. Ja diodes pretestība rZ ir maza salīdzinājumā ar RS un R, Zener diodes modeli, kas parādīts 2. attēlā, var tuvināt kā akumulatoru ar izturību VZ, kā parādīts vienkāršotajā shēmā 4. attēlā (b).   4. attēls (a) Zenera diodes sprieguma regulatora shēma; un (b) vienkāršākā ekvivalenta ķēde Lai izprastu šī sprieguma regulatora darbību, pietiek ar trim novērojumiem: 1. Slodzes spriegumam jābūt vienādam ar VZ, kamēr Zenera diode atrodas reversās sadalīšanās režīmā. Tad: i = VZR (1) i = VZR (1) 2. Izejas strāva ir gandrīz nemainīga starpība starp neregulēto barošanas strāvu iS un diodes strāvu iZ: i = iS -iZ (2) i = iS -iZ ( 2) Jebkura strāva, kas pārsniedz to, kas nepieciešama slodzes uzturēšanai pie nemainīga sprieguma VZ, caur diode tiek nosūtīta uz zemi. Tādējādi Zenera diode darbojas kā izlietne jebkurai nevēlamai avota strāvai. 3. Avota strāva ir: iS = vS - VZRS (3) iS = vS - VZRS (3) Ir daži apsvērumi, kas rodas, izstrādājot praktisku sprieguma regulatoru. Viens no šiem apsvērumiem ir diodes jaudas novērtējums. Jauda PZ, ko izkliedē diode, ir: PZ = iZVZ (4) PZ = iZVZ (4) Tā kā VZ ir vairāk vai mazāk nemainīgs, jaudas reitings nosaka augšējo robežu pieļaujamajai diodes strāvai iZ. Šī robeža tiktu pārsniegta, ja barošanas spriegums negaidīti palielinās vai ja slodze tiek noņemta tā, ka visa barošanas strāva nokrīt caur diodi. Praktiska sprieguma regulatora konstrukcijā ir jāiekļauj atvērtas ķēdes izejas iespēja. Vēl viens būtisks ierobežojums rodas, ja slodzes pretestība ir maza, tādējādi no neregulētas barošanas ir nepieciešams liels strāvas daudzums. Šajā gadījumā Zenera diodei gandrīz netiek uzlikti nodokļi jaudas izkliedēšanas ziņā, bet neregulētā barošana var nespēt nodrošināt strāvu, kas nepieciešama slodzes sprieguma uzturēšanai. Šajā gadījumā regulējums nenotiek. Tādējādi praksē slodzes pretestību diapazons, kuram var sasniegt slodzes sprieguma regulēšanu, ir ierobežots līdz noteiktam intervālam: Rmin≤R≤Rmax (5) Rmin≤R≤Rmax (5) Kur Rmax parasti ierobežo Zenera diode jauda un Rmin pēc maksimālās barošanas strāvas. Vai atradāt apk Android ierīcēm?

Atstāj ziņu 

Message saraksts