Rangkaian Pengatur Tegangan menggunakan Transistor dan Dioda Zener

Pada artikel ini kita akan membahas secara komprehensif cara membuat rangkaian regulator tegangan transistorized dalam mode tetap dan juga mode variabel.

Semua rangkaian catu daya linier yang dirancang untuk menghasilkan stabil, tegangan konstan dan keluaran arus pada dasarnya menggabungkan tahapan dioda transistor dan zener untuk mendapatkan keluaran yang diatur.

Sirkuit ini menggunakan bagian diskrit dapat dalam bentuk tegangan tetap atau konstan secara permanen, atau tegangan keluaran yang dapat disesuaikan dan distabilkan.

Regulator Tegangan Paling Sederhana

Mungkin jenis pengatur tegangan yang paling sederhana adalah penstabil shunt zener, yang bekerja dengan menggunakan dioda zener dasar untuk pengaturannya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar di bawah.

Dioda zener memiliki nilai tegangan yang setara dengan tegangan keluaran yang dimaksudkan, yang mungkin sangat cocok dengan nilai keluaran yang diinginkan.

Selama tegangan suplai di bawah nilai pengenal tegangan zener, ini menunjukkan resistansi maksimum dalam kisaran banyak megohm, memungkinkan suplai lewat tanpa batasan.

Namun, saat tegangan suplai meningkat di atas nilai pengenal 'tegangan zener', memicu penurunan yang signifikan pada resistansinya, menyebabkan tegangan berlebih dihaluskan ke ground melaluinya, sampai suplai turun atau mencapai level tegangan zener.

Karena shunting yang tiba-tiba ini, tegangan suplai turun dan mencapai nilai zener, yang menyebabkan resistansi zener meningkat lagi. Siklus kemudian berlanjut dengan cepat untuk memastikan pasokan tetap stabil pada nilai zener terukur dan tidak boleh melebihi nilai ini.

Untuk mendapatkan stabilisasi di atas, suplai input harus sedikit lebih tinggi dari tegangan output yang distabilkan.

Tegangan berlebih di atas nilai zener menyebabkan karakteristik 'longsoran' internal zener terpicu, menyebabkan efek shunting instan dan suplai turun hingga mencapai nilai zener.

Tindakan ini terus berlanjut tanpa batas untuk memastikan tegangan keluaran stabil tetap yang setara dengan peringkat zener.

Keuntungan dari Zener Voltage Stabilizer

Dioda zener sangat berguna di mana arus rendah, pengaturan tegangan konstan diperlukan.

Dioda zener mudah dikonfigurasi dan dapat digunakan untuk mendapatkan keluaran stabil yang cukup akurat dalam semua keadaan.

Ini hanya memerlukan satu resistor untuk mengkonfigurasi tahap pengatur tegangan berbasis dioda zener, dan dapat dengan cepat ditambahkan ke rangkaian apa pun untuk hasil yang diinginkan.

Kerugian dari Regulator Stabil Zener

Meskipun catu daya yang distabilkan oleh zener adalah metode yang cepat, mudah, dan efektif untuk mencapai keluaran yang distabilkan, ada beberapa kekurangan yang serius.

• Arus keluaran rendah, yang dapat mendukung beban arus tinggi pada keluaran.
• Stabilisasi dapat terjadi hanya untuk perbedaan masukan / keluaran yang rendah. Artinya suplai input tidak boleh terlalu tinggi dari tegangan output yang dibutuhkan. Jika tidak, tahanan beban dapat menghilangkan sejumlah besar daya yang membuat sistem menjadi sangat tidak efisien.
• Operasi dioda zener umumnya dikaitkan dengan pembangkitan kebisingan, yang dapat sangat mempengaruhi kinerja sirkuit sensitif, seperti desain penguat hi-fi, dan aplikasi rentan serupa lainnya.

Menggunakan 'Amplified Zener Diode'

Ini adalah versi zener yang diperkuat yang menggunakan BJT untuk membuat zener variabel dengan kemampuan penanganan daya yang ditingkatkan.

Mari kita bayangkan R1 dan R2 memiliki nilai yang sama, yang akan menciptakan tingkat bias yang cukup ke basis BJT, dan memungkinkan BJT untuk bekerja secara optimal. Karena persyaratan tegangan maju emitor basis minimum adalah 0,7V, BJT akan melakukan dan memotong nilai apa pun yang di atas 0,7V atau paling banyak 1V tergantung pada karakteristik spesifik BJT yang digunakan.

Jadi output akan distabilkan pada kira-kira 1 V. Output daya dari 'zener variabel yang diperkuat' ini akan bergantung pada peringkat daya BJT dan nilai resistor beban.

Namun nilai ini dapat dengan mudah diubah atau disesuaikan ke level lain yang diinginkan, cukup dengan mengubah nilai R2. Atau lebih sederhana dengan mengganti R2 dengan pot. Kisaran R1 dan R2 Pot bisa apa saja antara 1K dan 47K, untuk mendapatkan output variabel yang lancar dari 1V ke tingkat suplai (maks 24V). Agar lebih akurat, Anda dapat menerapkan rumus pembagi volatge berikut:

Tegangan Output = 0,65 (R1 + R2) / R2

Kekurangan dari Zener Amplifier

Sekali lagi, kekurangan dari desain ini adalah disipasi yang tinggi yang meningkat secara proporsional dengan bertambahnya perbedaan input dan output.

Untuk mengatur dengan benar nilai resistor beban tergantung pada arus keluaran dan suplai masukan, data berikut dapat diterapkan dengan tepat.

Misalkan tegangan output yang dibutuhkan adalah 5V, arus yang dibutuhkan adalah 20 mA, dan input suplai adalah 12 V. Kemudian menggunakan hukum Ohm kita memiliki:

Resistor Beban = (12 - 5) / 0,02 = 350 ohm

watt = (12 - 5) x 0,02 = 0,14 watt atau 1/4 watt saja sudah cukup.

Rangkaian Regulator Transistor Seri

Pada dasarnya, regulator seri yang juga disebut transistor seri lulus adalah resistansi variabel yang dibuat menggunakan transistor yang dipasang seri dengan salah satu jalur suplai dan beban.

Hambatan transistor terhadap arus secara otomatis menyesuaikan tergantung pada beban keluaran, sehingga tegangan keluaran tetap konstan pada tingkat yang diinginkan.

Dalam rangkaian regulator seri, arus masukan harus sedikit lebih banyak daripada arus keluaran. Perbedaan kecil ini adalah satu-satunya besaran arus yang digunakan oleh rangkaian regulator itu sendiri.

Keuntungan dari Regulator Seri

Keuntungan utama dari rangkaian regulator seri dibandingkan dengan regulator tipe shunt adalah efisiensinya yang lebih baik.

Hal ini menghasilkan disipasi daya dan pemborosan yang minimal melalui panas. Karena keunggulan besar ini, regulator transistor seri sangat populer dalam aplikasi regulator tegangan daya tinggi.

Namun, hal ini dapat dihindari jika kebutuhan daya sangat rendah, atau di mana efisiensi dan pembangkitan panas bukan salah satu masalah kritis.

Pada dasarnya regulator seri dapat dengan mudah menggabungkan regulator shunt zener, memuat rangkaian buffer pengikut emitor, seperti yang ditunjukkan di atas.

Anda mungkin menemukan penguatan tegangan persatuan setiap kali tahap pengikut emitor digunakan. Ini berarti ketika input yang distabilkan diterapkan ke basisnya, kami biasanya akan mencapai output yang distabilkan dari emitor juga.

Karena kita bisa mendapatkan penguatan arus yang lebih tinggi dari pengikut emitor, arus keluaran diharapkan bisa jauh lebih tinggi dibandingkan dengan arus basis yang diterapkan.

Oleh karena itu, meskipun arus basis sekitar 1 atau 2 mA pada tahap shunt zener, yang juga menjadi konsumsi arus diam desain, arus keluaran 100 mA dapat tersedia pada keluaran.

Arus masukan dijumlahkan hingga arus keluaran bersama dengan 1 atau 2 mA yang digunakan oleh penstabil zener, dan oleh karena itu efisiensi yang dicapai mencapai tingkat yang luar biasa.

Mengingat bahwa, suplai input ke rangkaian cukup diberi nilai untuk mencapai tegangan output yang diharapkan, output mungkin secara praktis tidak tergantung pada level suplai input, karena ini secara langsung diatur oleh potensial basis Tr1.

Dioda zener dan kapasitor decoupling mengembangkan tegangan bersih sempurna di dasar transistor, yang direplikasi pada output menghasilkan volatge bebas noise.

Hal ini memungkinkan jenis sirkuit ini dengan kemampuan untuk memberikan output dengan riak dan kebisingan yang sangat rendah tanpa menyertakan kapasitor penghalus yang besar, dan dengan kisaran arus yang mungkin setinggi 1 amp atau bahkan lebih.

Sejauh menyangkut level tegangan keluaran, ini mungkin tidak sama persis dengan tegangan zener yang terhubung. Ini karena terdapat penurunan tegangan sekitar 0,65 volt antara kabel basis dan emitor transistor.

Penurunan ini akibatnya perlu dikurangkan dari nilai tegangan zener untuk dapat mencapai tegangan keluaran minimal dari rangkaian.

Artinya jika nilai zener adalah 12.7V, maka keluaran pada emitor transistor bisa sekitar 12 V, atau sebaliknya jika tegangan keluaran yang diinginkan adalah 12 V, maka volatge zener yang dipilih harus 12.7 V.

Pengaturan rangkaian pengatur seri ini tidak akan pernah identik dengan pengaturan rangkaian zener, karena pengikut emitor tidak dapat memiliki impedansi keluaran nol.

Dan penurunan tegangan melalui tahap harus naik sedikit sebagai respons terhadap peningkatan arus keluaran.

Di sisi lain, regulasi yang baik dapat diharapkan ketika arus zener dikalikan dengan penguatan arus transistor mencapai minimum 100 kali arus keluaran tertinggi yang diharapkan.

Regulator Seri Arus Tinggi menggunakan Transistor Darlington

Untuk mencapai hal ini secara tepat sering menyiratkan bahwa beberapa transistor, mungkin 2 atau 3 harus digunakan sehingga kami dapat mencapai keuntungan yang memuaskan pada keluaran.

Rangkaian dasar dua transistor menerapkan pengikut emitor Pasangan Darlington ditunjukkan pada gambar berikut yang menunjukkan teknik penerapan 3 BJT dalam konfigurasi pengikut emitor Darlington.

Amati bahwa, dengan memasukkan sepasang transistor menghasilkan penurunan tegangan yang lebih tinggi pada keluaran sekitar 1,3 volt, melalui basis transistor pertama ke keluaran.

Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sekitar 0,65 volt terputus dari masing-masing transistor. Jika rangkaian tiga transistor dipertimbangkan, ini bisa berarti penurunan tegangan sedikit di bawah 2 volt melintasi basis transistor pertama dan output, dan seterusnya.

Regulator Tegangan Emitor Umum dengan Umpan Balik Negatif

Konfigurasi yang bagus kadang-kadang terlihat dalam desain tertentu yang memiliki beberapa penguat emitor umum , menampilkan umpan balik negatif bersih 100 persen.

Pengaturan ini ditunjukkan pada Gambar berikut.

Terlepas dari kenyataan bahwa tahapan emitor umum biasanya memiliki tingkat penguatan tegangan yang substansial, ini mungkin bukan situasinya dalam kasus ini.

Itu karena umpan balik negatif 100% yang ditempatkan di kolektor transistor keluaran dan emitor dari transistor driver. Ini memfasilitasi penguat untuk mencapai keuntungan dari kesatuan yang tepat.

Keuntungan dari Common Emitter Regulator dengan Umpan Balik

Konfigurasi ini bekerja lebih baik dibandingkan dengan a Pasangan Darlington regulator berbasis pengikut emitor karena penurunan tegangan yang berkurang di terminal input / output.

Penurunan tegangan yang dicapai dari desain ini hampir tidak sekitar 0,65 volt, yang berkontribusi pada efisiensi yang lebih besar, dan memberdayakan rangkaian untuk bekerja secara efektif terlepas dari apakah tegangan input yang tidak distabilkan hanya beberapa ratus milivolt di atas tegangan keluaran yang diharapkan.

Battery Eliminator menggunakan Rangkaian Regulator Seri

Rangkaian eliminator baterai yang ditunjukkan adalah ilustrasi fungsional dari desain yang dibangun menggunakan regulator seri dasar.

Model ini dikembangkan untuk semua aplikasi yang bekerja dengan DC 9 volt dengan arus maksimum tidak melebihi 100 mA. Ini tidak sesuai untuk perangkat yang menuntut jumlah arus yang relatif lebih tinggi.

T1 adalah 12 -0-12 adalah trafo 100 mA yang memasok isolasi perlindungan terisolasi dan penurunan tegangan, sedangkan belitan sekunder dengan tap tengah mengoperasikan penyearah dorong-tarik dasar dengan kapasitor filter.

Tanpa beban, output akan menjadi sekitar 18 volt DC, yang dapat turun menjadi sekitar 12 volt pada beban penuh.

Rangkaian yang bekerja seperti penstabil tegangan sebenarnya adalah desain tipe seri dasar yang menggabungkan R1, D3 dan C2 untuk mendapatkan output nominal 10 V. Arus zener berkisar sekitar 8 mA tanpa beban, dan turun menjadi sekitar 3 mA pada beban penuh. Disipasi yang dihasilkan dari R1 dan D3 sebagai hasilnya minimal.

Pengikut emitor pasangan Darlington yang dibentuk oleh TR1 dan TR2 dapat dilihat dikonfigurasikan sebagai penguat buffer keluaran memberikan penguatan arus sekitar 30.000 pada keluaran penuh, sedangkan penguatan minimum menjadi 10.000.

Pada tingkat penguatan ini ketika unit beroperasi menggunakan 3 mA di bawah arus beban penuh, dan penguatan minimum i menunjukkan hampir tidak ada penyimpangan dalam penurunan tegangan pada penguat bahkan saat arus beban berfluktuasi.

Penurunan tegangan sebenarnya dari penguat keluaran kira-kira 1,3 volt, dan dengan masukan 10 volt sedang ini menawarkan keluaran kira-kira 8,7 volt.

Ini terlihat hampir sama dengan 9 V yang ditentukan, mengingat fakta bahwa bahkan baterai 9 volt yang sebenarnya dapat menunjukkan variasi dari 9,5 V hingga 7,5 V selama periode operasinya.

Menambahkan Batas Saat Ini ke Regulator Seri

Untuk regulator yang dijelaskan di atas, biasanya menjadi penting untuk menambahkan proteksi hubung singkat keluaran.

Hal ini mungkin diperlukan agar desain dapat memberikan regulasi yang baik dengan impedansi keluaran yang rendah. Karena sumber suplai memiliki impedansi yang sangat rendah, arus keluaran yang sangat tinggi dapat lewat dalam situasi hubung singkat keluaran yang tidak disengaja.

Hal ini dapat menyebabkan transistor keluaran, bersama dengan beberapa bagian lainnya segera terbakar. Sekring biasa mungkin gagal memberikan perlindungan yang memadai karena kerusakan kemungkinan besar akan terjadi dengan cepat bahkan sebelum sekring mungkin bereaksi dan meledak.

Cara termudah untuk menerapkan ini mungkin dengan menambahkan pembatas arus ke rangkaian. Ini melibatkan sirkuit tambahan tanpa berdampak langsung pada kinerja desain dalam kondisi kerja normal.

Namun pembatas arus dapat menyebabkan tegangan keluaran turun dengan cepat jika beban yang terhubung mencoba menarik arus dalam jumlah besar.

Sebenarnya tegangan keluaran turun begitu cepat, meskipun memiliki korsleting ditempatkan di keluaran, arus yang tersedia dari rangkaian sedikit lebih dari nilai maksimum yang ditentukan.

Hasil dari rangkaian pembatas arus dibuktikan dalam data di bawah ini yang menampilkan tegangan dan arus keluaran sehubungan dengan impedansi beban yang semakin menurun, seperti yang diperoleh dari unit Penghilang Baterai yang diusulkan.

Itu sirkuit pembatas arus bekerja dengan hanya menggunakan beberapa elemen R2 dan Tr3. Responsnya sebenarnya sangat cepat sehingga hanya menghilangkan semua kemungkinan risiko korsleting pada output sehingga memberikan perlindungan bukti gagal ke perangkat output. Cara kerja pembatas arus dapat dipahami seperti yang dijelaskan di bawah ini.

R2 dihubungkan secara seri dengan keluaran, yang menyebabkan tegangan yang dikembangkan di R2 menjadi proporsional dengan arus keluaran. Pada konsumsi keluaran yang mencapai 100 mA, tegangan yang dihasilkan melintasi R2 tidak akan cukup untuk memicu pada Tr3, karena ini adalah transistor silikon yang membutuhkan potensi minimum 0,65 V untuk menghidupkan.

Namun ketika beban keluaran melebihi batas 100 mA, itu menimbulkan cukup potensi di T2 untuk secara memadai mengaktifkan Tr3 ke konduksi. TR3 pada gilirannya menyebabkan beberapa arus f mengalir menuju Trl melintasi rel suplai negatif melalui beban.

Ini menghasilkan beberapa pengurangan tegangan keluaran. Jika beban meningkat lebih lanjut menghasilkan peningkatan proporsional dalam potensi di R2 untuk naik, memaksa Tr3 untuk mengaktifkan lebih keras.

Akibatnya, jumlah arus yang lebih tinggi dapat dialihkan ke arah Tr1 dan garis negatif melalui Tr3 dan beban. Tindakan ini selanjutnya mengarah pada penurunan tegangan yang meningkat secara proporsional dari tegangan keluaran.

Bahkan jika terjadi hubung singkat keluaran, Tr3 kemungkinan akan bias keras menjadi konduksi, memaksa tegangan keluaran turun ke nol, memastikan bahwa arus keluaran tidak pernah diizinkan melebihi tanda 100 mA.

Catu Daya Bench Beraturan Variabel

Catu daya stabil tegangan variabel bekerja dengan prinsip serupa seperti jenis regulator tegangan tetap, tetapi mereka memiliki fitur a kontrol potensiometer yang memfasilitasi output yang distabilkan dengan rentang tegangan variabel.

Sirkuit ini paling cocok sebagai catu daya bangku dan bengkel, meskipun mereka juga dapat digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan input yang dapat disesuaikan untuk analisis. Untuk pekerjaan seperti itu, potensiometer catu daya bertindak seperti kontrol prasetel yang dapat digunakan untuk menyesuaikan tegangan keluaran catu daya ke level tegangan teregulasi yang diinginkan.

Gambar di atas menunjukkan contoh klasik rangkaian regulator tegangan variabel yang akan memberikan output stabil variabel terus menerus dari 0 hingga 12V.

Fitur utama

• Kisaran arus dibatasi hingga maksimum 500 mA, meskipun ini dapat ditingkatkan ke tingkat yang lebih tinggi dengan meningkatkan transistor dan trafo yang sesuai.
• Desainnya memberikan regulasi kebisingan dan riak yang sangat baik, yang mungkin kurang dari 1 mV.
• Perbedaan maksimum antara suplai input dan output yang diatur tidak lebih dari 0,3 V bahkan pada beban output penuh.
• Catu daya variabel yang diatur secara ideal dapat digunakan untuk menguji hampir semua jenis proyek elektronik yang memerlukan pasokan teregulasi berkualitas tinggi.

Bagaimana itu bekerja

Dalam desain ini kita dapat melihat rangkaian pembagi potensial yang termasuk antara tahap stabilizer zener keluaran dan penguat buffer masukan. Pembagi potensial ini dibuat oleh VR1 dan R5. Hal ini memungkinkan lengan penggeser VR1 untuk disetel dari minimum 1,4 volt saat berada di dekat dasar lintasannya, hingga level zener 15 V saat berada di titik tertinggi dari rentang penyetelannya.

Ada sekitar 2 volt yang jatuh di atas tahap penyangga keluaran, memungkinkan rentang tegangan keluaran dari 0 V hingga sekitar 13 V. Karena itu, rentang tegangan atas rentan terhadap toleransi bagian, seperti toleransi 5% pada tegangan zener. Oleh karena itu tegangan keluaran optimal mungkin lebih tinggi dari 12 volt.

Beberapa jenis efisien sirkuit perlindungan yang berlebihan bisa sangat penting untuk catu daya bangku apa pun. Ini mungkin penting karena keluaran mungkin rentan terhadap kelebihan beban acak dan korsleting.

Kami menerapkan pembatasan arus yang agak langsung dalam desain saat ini, ditentukan oleh Trl dan elemen terkaitnya. Ketika unit dioperasikan dengan kondisi normal, tegangan yang dihasilkan melintasi R1, yang dipasang seri dengan suplai uotput, terlalu kecil untuk memicu Trl ke konduksi.

Dalam skenario ini rangkaian bekerja secara normal, selain penurunan tegangan kecil yang dimulai oleh R1. Ini hampir tidak menghasilkan efek apa pun pada efisiensi regulasi unit.

Ini karena, tahap R1 datang sebelum sirkuit regulator. Jika terjadi situasi kelebihan beban, potensi yang diinduksi melintasi R1 melonjak hingga sekitar 0,65 volt, yang memaksa Tr1 untuk AKTIF, karena arus basis yang diperoleh dari perbedaan potensial yang dihasilkan melintasi resistor R2.

Hal ini menyebabkan R3 dan Tr 1 menarik arus dalam jumlah yang signifikan, menyebabkan penurunan tegangan pada R4 meningkat secara substansial, dan tegangan keluaran berkurang.

Tindakan ini secara instan membatasi arus keluaran hingga maksimum 550 hingga 600 mA meskipun terjadi korsleting pada keluaran.

Karena fitur pembatas arus membatasi tegangan keluaran menjadi hampir 0 V.

R6 dicurangi seperti resistor beban yang pada dasarnya mencegah arus keluaran menjadi terlalu rendah dan penguat penyangga tidak dapat bekerja secara normal. C3 memungkinkan perangkat mencapai respons transien yang sangat baik.

Kekurangan

Sama seperti regulator linier biasa, disipasi daya di Tr4 ditentukan oleh tegangan dan arus keluaran dan maksimum dengan pot yang disesuaikan untuk tegangan keluaran yang lebih rendah dan beban keluaran yang lebih tinggi.

Dalam keadaan yang paling parah mungkin ada 20 V yang diinduksi melintasi Tr4, menyebabkan arus sekitar 600 mA mengalir melaluinya. Ini menghasilkan disipasi daya sekitar 12 watt di transistor.

Untuk dapat mentolerir hal ini dalam jangka waktu lama, perangkat harus dipasang pada heatsink yang agak besar. VR1 dapat dipasang dengan kenop kontrol yang cukup besar yang memfasilitasi skala yang dikalibrasi yang menampilkan tanda tegangan keluaran.

Daftar Bagian

• Resistor. (Semua 1/3 watt 5%).
• R1 1,2 ohm
• R2 100 ohm
• R3 15 ohm
• R4 1k
• R5 470 ohm
• R6 10k
• VR1 4.7k karbon linier
• Kapasitor
• C1 2200 µF 40V
• C2 100 µF 25V
• C3 330 nF
• Semikonduktor
• Tr1 BC108
• Tr2 BC107
• Tr3 BFY51
• Tr4 TIP33A
• DI ke D4 1N4002 (4 mati)
• D5 BZY88C15V (15 volt, 400 mW zener)
• Transformator
• T1 Standar utama utama, 17 atau 18 volt, 1 amp
• sekunder
• Beralih
• S1 D.P.S.T. listrik putar atau jenis sakelar
• Miscellaneous
• Kasus, soket keluaran, papan sirkuit, kabel listrik, kabel,
• solder dll.

Bagaimana Menghentikan Transistor Terlalu Panas pada Diferensial input / Output yang Lebih Tinggi

Regulator tipe transistor pass seperti yang dijelaskan di atas biasanya menghadapi situasi mengalami disipasi yang sangat tinggi yang muncul dari transistor regulator seri setiap kali tegangan output jauh lebih rendah daripada supply input.

Setiap kali arus keluaran tinggi digerakkan pada tegangan rendah (TTL), mungkin penting untuk menggunakan kipas pendingin pada heatsink. Mungkin ilustrasi yang parah mungkin skenario unit sumber yang ditentukan menyediakan 5 amp melalui 5 dan 50 volt.

Jenis unit ini biasanya dapat memiliki suplai 60 volt yang tidak diatur. Bayangkan perangkat khusus ini adalah sumber sirkuit TTL di seluruh arus pengenalnya. Elemen seri di sirkuit harus dalam situasi ini menghilangkan 275 watt!

Biaya untuk memberikan pendinginan yang cukup tampaknya hanya direalisasikan dengan harga transistor seri. Dalam hal penurunan tegangan pada transistor regulator dapat dibatasi hingga 5,5 volt, tanpa bergantung pada tegangan keluaran yang disukai, disipasi dapat diturunkan secara substansial dalam ilustrasi di atas, ini mungkin 10% dari nilai awalnya.

Ini dapat dilakukan dengan menggunakan tiga bagian semikonduktor dan beberapa resistor (gambar 1). Begini tepatnya cara kerjanya: thyristor Mu diizinkan untuk menjadi konduktif secara normal melalui R1.

Namun demikian, begitu tegangan turun di T2 - regulator seri melampaui 5,5 volt, T1 mulai bekerja, menghasilkan thyristor untuk `` membuka '' pada penyeberangan nol berikutnya dari output penyearah jembatan.

Urutan kerja khusus ini secara konstan mengontrol muatan yang diumpankan melintasi C1 - kapasitor filter - agar pasokan yang tidak diatur ditetapkan pada 5,5 volt di atas tegangan keluaran yang diatur. Nilai resistansi yang diperlukan untuk R1 ditentukan sebagai berikut:

R1 = 1,4 x Vsec - (Vmin + 5) / 50 (hasilnya akan dalam k Ohm)

dimana Vsec menunjukkan tegangan RMS sekunder dari transformator dan Vmin menandakan nilai minimum dari keluaran yang diatur.

Thyristor harus kompeten dalam menahan arus riak puncak, dan tegangan fungsinya harus minimal 1,5 Vsec. Transistor regulator seri harus ditentukan untuk mendukung arus keluaran tertinggi, Imax, dan harus dipasang pada heatsink yang dapat menghilangkan 5,5 x Isec watt.

Kesimpulan

Dalam posting ini kita belajar bagaimana membangun rangkaian regulator tegangan linier sederhana menggunakan transistor seri pass dan dioda zener. Catu daya yang distabilkan secara linier memberi kami opsi yang cukup mudah untuk membuat keluaran stabil tetap menggunakan jumlah komponen minimum.

Dalam desain seperti itu, pada dasarnya transistor NPN dikonfigurasi secara seri dengan jalur suplai input positif dalam mode emitor umum. Output yang distabilkan diperoleh melintasi emitor transistor dan jalur suplai negatif.

Basis transistor dikonfigurasi dengan rangkaian penjepit zener atau pembagi tegangan yang dapat disesuaikan yang memastikan bahwa tegangan sisi emitor dari transistor mereplikasi potensial basis pada keluaran emitor dari transistor.

Jika beban adalah beban arus tinggi, transistor mengatur tegangan ke beban dengan menyebabkan peningkatan resistansinya dan dengan demikian memastikan bahwa tegangan ke beban tidak melebihi nilai tetap yang ditentukan seperti yang ditetapkan oleh konfigurasi dasarnya.