8-900-374-94-44
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Для стабилизации напряжения питания нагрузки
нередко пользуются простейшим стабилизатором — параметрическим (рис. 1),
в котором питание от выпрямителя поступает через балластный резистор, а
параллельно нагрузке включают стабилитрон. Подобный стабилизатор работоспособен при токах нагрузки, не превышающих максимального тока стабилизации для данного стабилитрона. А если ток нагрузки значительно больше, пользуются более мощным стабилитроном, например, серии Д815, допускающим ток стабилизации 1…1,4 А. При отсутствии такого стабилитрона подойдет маломощный, но использовать его нужно в паре с мощным транзистором, как показано на рис. 2. В итоге получается аналог мощного стабилитрона, обеспечивающий на нагрузке достаточно стабильное напряжение даже при токе 2 А, хотя максимальный ток стабилизации указанного на схеме стабилизатора КС147А составляет 58 мА.  Работает аналог так. Пока питающее напряжение, поступающее от выпрямителя, меньше напряжения пробоя стабилитрона, транзистор закрыт, ток через аналог незначительный (прямая горизонтальная ветвь вольт- амперной характеристики аналога, приведенной на рис. 4). При увеличении питающего напряжения стабилитрон пробивается, через него начинает протекать ток и транзистор приоткрывается (изогнутая часть характеристики) Дальнейшее увеличение питающего напряжения приводит к резкому росту тока через стабилитрон и транзистор, а значит, к стабилизации выходного напряжения на определенном значении (вертикальная ветвь характеристики), как и в обычном параметрическом стабилизаторе. Эффект стабилизации достигается благодаря тому, что в режиме пробоя стабилитрон обладает малым дифференциальным сопротивлением и с коллектора транзистора на его базу осуществляется глубокая отрицательная обратная связь.  Поэтому при уменьшении выходного напряжения будет уменьшаться
ток через стабилитрон и базу транзистора, что приведет к значительно большему
(в h21Э раз) уменьшению коллекторного тока, а значит, к
увеличению выходного напряжения. При увеличении же выходного напряжения будет
наблюдаться обратный процесс. Значение стабилизированного выходного напряжения определяют суммированием напряжения стабилизации стабилитрона с напряжением эмиттерного перехода открытого транзистора (» 0,7 В для кремниевого транзистора и » 0,3 В для германиевого). Максимальный же ток стабилизации аналога будет практически в h21Э раз превышать такой же параметр используемого стабилитрона. Соответственно во столько же раз будет больше и мощность рассеивания на транзисторе по сравнению с мощностью на стабилитроне. Из приведенных соотношений нетрудно сделать вывод, что статический коэффициент передачи мощного транзистора должен быть не менее частного от деления максимального тока потребления нагрузки к максимальному току стабилизации стабилитрона.  Максимально допустимый ток коллектора транзистора
и напряжение между коллектором и эмиттером должны превышать соответственно
заданный ток стабилизации аналога и выходное напряжение. При использовании транзистора структуры р-п-р его следует подключать в соответствии с приведенной на рис. 3 схемой. В этом варианте транзистор можно укрепить непосредственно на шасси питаемой конструкции, а остальные детали аналога смонтировать на выводах транзистора. Для снижения пульсаций выходного напряжения и уменьшения дифференциального сопротивления аналога параллельно выводам стабилитрона можно включить оксидный конденсатор емкостью 100…500 мкФ. В заключение немного о температурном коэффициенте напряжения (ТКН) аналога. При использовании прецизионных стабилитронов серий Д818, КС191, ТКН аналога будет значительно хуже ТКН стабилитрона.  Если применен стабилитрон с напряжением стабилизации более 16 В,
ТКН аналога будет примерно равен ТКН стабилитрона, а со
стабилитронами Д808 — Д814 ТКН аналога улучшится. |
Для тех, кому необходимо защитить свою электронику от скачков напряжения, стабилитроны являются важным компонентом. Диоды Зенера способны регулировать величину тока, протекающего в электрической цепи. С правильным стабилитроном вы можете избежать перегрузки цепей и повреждения. В этой статье мы обсудим некоторые из лучших стабилитронов на рынке и то, как они могут помочь обеспечить безопасную работу вашей электроники.
Зенеровские диоды бывают разных типов и размеров, и выбор того, который соответствует вашим потребностям, может иметь большое значение. Вы должны учитывать номинальный ток, напряжение пробоя и номинальную мощность, прежде чем принимать решение. Кроме того, вам понадобятся такие функции, как защита от обратного напряжения, быстрое время отклика и низкий уровень шума.
Имея в виду эти критерии, давайте углубимся в лучшие стабилитроны, доступные в настоящее время.
Бестселлер №1
114 отзывов
BOJACK 30 Values 600 шт. Набор стабилитронов мощностью 1 Вт
Бестселлер №2
Chanzon 30 Values 300pc 1W Zener Diode Assorted Kit (3V 3.3V 3.6V 3.9V 4,3 В 4,7 В 5,1 В 5,6 В 6,2 В 6,8 В 7,5 В 8,2 В 9,1 В 10 В 11 В 12 В 13 В 15 В 18 В 20 В 22 В 24 В 27 В 30 В 33 В 36 В 39 В 43 В 47 В) Набор ассортимента
Бестселлер №3
56 отзывов
Makeronics 300 шт.
, 0,5 Вт, набор стабилитронов, 30 значений
Бестселлер №4
191 отзыв
Chanzon 34 Values 0.5W Zener Diode Ассорти Комплект (2V 2.2V 2.4V 2.7V 3V 3.3V 3.6V 3.9V 4.3V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 6.8V 7.5V 8.2V 9.1V 10V 11V 12V 13V 118 V 12V0 22 В 24 В 27 В 30 В 33 В 36 В 39 В 43 В 47 В)
2 / 2.4 / 2.7 / 3 / 3,3 / 3,6 / 3,9 / 4,3 / 4,7 / 5,1 / 5,6 / 6,2 / 6,8 / 7,5 / 8,2 / 9,1 / 10 / 11 / 12 / 13 / 15 / 16 / 18 / 20 / 22 / 24 / 27 / 30 / 33 / 36 / 39/ 43 / 47 Вольт Бестселлер № 5
137 отзывов
20 шт. 1N4733A 1N4733 Кремниевый планарный стабилитрон 1 Вт 5,1 В DO-41 (DO-204AL) Осевые диоды 1 Вт 5,1 В
Бестселлер №6
16 отзывов
Bridgold 50pcs 1N5349B 1N5349 Power ZenerEdode 5W 12 В вольт осевых диодов
260 ° С. 260 ° CINERNENTERNENTERNENTERNENTERNE Бестселлер № 7
Комплект стабилитронов, 1 Вт набор силовых диодов в ассортименте (8,2 В / 9,1 В / 10 В / 11 В / 12 В / 13 В / 15 В / 16 В / 18 В / 22 В), диапазон 1N4738 ~ 1N4748, упаковка из 200 шт., Ltvystore
Бестселлер №8
BOJACK 1N5349B 5 Вт 12 В стабилитроны 1N5349 5 Вт 12 В осевые диоды T-18 (30 шт. в упаковке)
Бестселлер № 9
74 отзыва
Комплект стабилитронов, набор силовых диодов мощностью 1 Вт (3,3 В/3,6 В/3,9 В/4,3 В/4,7 В/5,1 В/5,6 В/6,2 В/6,8 В/7,5 В), диапазон 1N4728~1N4737, упаковка 200, Льввистор
РаспродажаБестселлер № 10
NTE Electronics 1N5359B Стабилитрон, осевой вывод, 5 Вт, допуск 5 %, 24 В (5 шт.
в упаковке)
Последнее обновление от 16 февраля 2023 г. / Партнерские ссылки / Изображения из Amazon Product Advertising API. Будучи партнером Amazon, мы зарабатываем на соответствующих покупках.
Выбор наилучших стабилитронов для данного приложения требует тщательного рассмотрения множества факторов. Важно учитывать желаемый прямой ток, напряжение пробоя, максимальную номинальную мощность, снижение мощности, температурный коэффициент и утечку обратного тока. Кроме того, важно сравнивать производителей, чтобы убедиться, что выбрана самая качественная и самая надежная деталь. При надлежащем исследовании и сравнении выбор правильного стабилитрона для приложения может быть простой задачей.
Стабилитроны используются для регулирования напряжения и обеспечения стабильного выходного сигнала. Они классифицируются по номинальному напряжению пробоя, которое колеблется от 2,4 В до 200 В.
Обычно используемые типы стабилитронов: 1N4733A, 1N4742A, 1N4744A и 1N4749A. Тип 1N4733A имеет напряжение пробоя 5,1 В, а 1N4742A и 1N4744A рассчитаны на 10 В и 15 В соответственно. 1N4749A рассчитан на 20 В. Стабилитроны также доступны в корпусах для поверхностного монтажа и осевых выводах.
Стабилитроны широко используются в электронике и электротехнике. Они предназначены для поддержания определенного уровня напряжения вне зависимости от проходящего через них тока. Это делает их идеальными для регулирования напряжения в источниках питания, опорных цепях напряжения и приложениях ограничения напряжения. Они также используются в схемах переключения и обработки сигналов, а также для защиты от перенапряжения, например, когда цепь подключена к источнику переменного тока. Стабилитроны также можно использовать в схемах защиты от обратной полярности, регулирования тока и температурной компенсации.
Плюсы стабилитронов
Стабилитроны — это тип диодов, которые чрезвычайно полезны для регулирования напряжения, обеспечивая стабильное выходное напряжение независимо от входного напряжения.
Это делает диоды Зенера невероятно полезными для таких приложений, как регулирование напряжения и защита от перенапряжения. Они также очень просты в использовании и могут использоваться с простым резистором, поэтому они являются отличным выбором для проектов «сделай сам». Более того, стабилитроны очень надежны и могут прослужить много лет, не требуя обслуживания.
Минусы стабилитронов
Стабилитроны не лишены недостатков. У них относительно низкая номинальная мощность, поэтому они не подходят для приложений с высокой мощностью. Кроме того, на диоды Зенера может влиять температура, поэтому они могут быть ненадежными при экстремальных температурах. Наконец, стабилитроны также могут быть дорогими, поэтому они могут быть неэкономичным выбором для некоторых приложений.
| Эллиот Саунд Продактс | АН-007 |
Примечания Индекс
Несмотря на то, что стабилитроны большой мощности производятся, они обычно не доступны. Они также имеют тенденцию быть довольно дорогими и часто устанавливаются на шпильки. Их не всегда легко установить на радиатор, а крепежные детали (изоляционная втулка и шайба) кажутся почти недоступными.
При условии, что вы (или ваше приложение) можете выдержать несколько более высокое напряжение, чем может быть указано, стабилитрон большой мощности может быть изготовлен с использованием дополнительного транзистора и резистора. Обратите внимание, что это руководство по дизайну — это не «окончательный» дизайн, и его необходимо адаптировать для ваших нужд. Ни одна из показанных частей (или расчетов) не может воспроизвести все возможности, но они помогут вам понять требования к схемам такого типа.
Описанный метод не нов и использовался как минимум в двух проектах, описанных на сайте ESP, а также во многих коммерческих продуктах.
При использовании стабилитрона для подачи тока базы на силовой транзистор номинальная мощность ограничивается только транзистором, с вероятным дополнительным ограничением, налагаемым усилением тока устройства при расчетном токе. В то время как стабилитроны обычно допускают пиковые (мгновенные) токи, которые намного выше их номинального тока, версия с использованием транзистора не может — опять же, это зависит от транзистора.
Рис. 1. Мощный стабилитрон на транзисторе
Транзистор необходимо выбирать исходя из ожидаемого максимального напряжения и тока. Если стабилитрон используется только для защиты более чувствительных систем на той же шине питания, транзистор может даже не нуждаться в радиаторе. Это зависит от приложения, поэтому вам нужно быть осторожным, прежде чем принять решение об отказе от использования радиатора и/или при выборе подходящего радиатора на основе рассеиваемой мощности. Р (предел) — это токоограничивающий резистор, который всегда используется с любым стабилитроном.
Выбор значения зависит от вашего приложения и здесь не рассматривается.
Показанная схема является просто примером, и Q1 может быть любым транзистором, подходящим для ваших нужд. В большинстве случаев TIP41 или аналогичный будет более чем достаточным, если только не требуется очень высокое напряжение или мощность. Для более низких мощностей может подойти BD139, и вам необходимо выбрать транзистор, соответствующий напряжению и току, требуемым для вашего приложения. Убедитесь, что вы проверили безопасную рабочую зону предполагаемого транзистора!
Максимально допустимый ток через стабилитрон определяется по…
I = P / V , где I = ток, P = номинальная мощность стабилитрона и V = номинальное напряжение стабилитрона.
Например, стабилитрон 27 В 1 Вт может выдерживать максимальный непрерывный ток …
I = 1/27 = 0,037 А = 37 мА
Для оптимальной работы стабилитрона лучше всего поддерживать ток на максимальном уровне 0,5 от номинального предела, поэтому 27-вольтовый стабилитрон не должен работать при токе более 18 мА.
Использование более низкого тока предпочтительнее, но всегда следите за тем, чтобы ток стабилитрона превышал 10% от максимального, иначе будет страдать регулирование. Обычно я стремлюсь к 20-50%, если это возможно. Ток стабилитрона становится базовым током для силового транзистора (за вычетом тока через R1), и при условии усиления по току 50 и тока стабилитрона (скажем) 15 мА это означает, что максимальный общий ток «составного стабилитрона» составляет …
15 × 50 = 900 мА (Обратите внимание, что ток R1 не включен)
При учете тока через резистор R1 ток стабилитрона увеличивается. При 100 Ом для R1 ток стабилитрона увеличивается примерно на 6,5 мА. Резистор 1 кОм уменьшит это до 0,65 мА (650 мкА). Напряжение немного увеличено (примерно до 27,7 В), а (максимально рекомендуемая) номинальная мощность теперь …
.P = В × I = 25 Вт
Транзистор Дарлингтона также можно использовать для более высокого тока с маломощными стабилитронами, но он добавит около 1,5 В к напряжению стабилитрона.
Вызовет ли это проблему или нет, зависит от самой схемы, и это не то, что можно предсказать заранее. Выбор R1 несколько произволен, и обычно он находится в диапазоне от 100 до 1 кОм. Если транзистор имеет очень высокий коэффициент усиления (или вы используете транзистор Дарлингтона), размер R1 должен быть таким, чтобы он пропускал через стабилитрон достаточный ток, чтобы преодолеть «колено» его кривой — около 10% от максимального номинального тока. Полный ток стабилитрона представляет собой сумму тока базы Q1 и тока через R1. В большинстве случаев требуемый ток будет оставаться довольно постоянным, но если он сильно варьируется, вам нужно быть более усердным в своих расчетах, чтобы гарантировать, что производительность сохраняется во всем диапазоне.
Показанные здесь расчеты предназначены только для примера. Это не законченная конструкция, и вам необходимо определить требования к стабилитрону и силовому транзистору в соответствии с вашим приложением. Общие принципы были рассмотрены, но окончательная схема должна быть спроектирована таким образом, чтобы рассеиваемая мощность всех частей находилась в пределах их номинальных значений, ток стабилитрона составлял от 10% до 50% его номинальных значений (с учетом рабочей температуры), а транзистор может рассеивать необходимую мощность.
R1 выбирается таким образом, чтобы ток стабилитрона составлял не менее 10 % от номинального тока, если общий ток сравнительно невелик. Как отмечалось ранее, любое сопротивление от 100 Ом до 1 кОм, как правило, будет работать, но предпочтительнее, чтобы вы либо рассчитали его, либо сделали обоснованное предположение. Он становится (слегка) критическим только при очень малых токах, когда Q1 пропускает небольшую часть полного тока.
Рис. 2. «Нормальный» и «Нормальный». Вспомогательная производительность Зенера
Выше показана разница между обычным (2,5 Вт) стабилитроном и версией с транзисторным усилителем. Стандартный стабилитрон показывает устойчивый рост напряжения по мере увеличения тока, но версия с транзистором поддерживает очень стабильное напряжение. Напряжение изменяется всего на 150 мВ при изменении тока от 8 мА до 180 мА. Максимальный ток для обоих составляет около 180 мА, при этом стабилитроны на 15 В питаются через токоограничивающие резисторы 470 Ом. Напротив, напряжение на одном стабилитроне будет изменяться где-то между 1 В и более 2 В для того же диапазона тока (это зависит от спецификации стабилитрона).
Конструкция не критична, но для Q1 почти наверняка понадобится радиатор. Использование зажима для крепления D1 к радиатору позволит увеличить рассеяние и позволит вам использовать стабилитрон при максимальном рабочем токе. Выберите Q1 в соответствии с приложением — во многих случаях рейд на мусорный ящик почти наверняка даст что-то полезное. R1 может быть 0,25 или 0,5 Вт. Избегайте резисторов из углеродного состава, которые имеют гораздо более высокий уровень шума, чем резисторы из углеродной пленки или металлической пленки.
Обратите внимание, что «составной» или «вспомогательный» стабилитрон имеет гораздо более низкий импеданс, чем стабилитрон сам по себе, и добавление параллельного конденсатора будет иметь очень небольшой эффект в снижении шума и шума. Например, в диапазоне 100 мА напряжение может измениться только примерно на 100 мВ, что означает, что «динамическое сопротивление» составляет всего 1 Ом. Сравните это со стабилитроном, динамический импеданс которого во много раз превышает это значение — около 35 Ом для стабилитрона 1N4750 27 В.
Конденсатор может подавлять шум только тогда, когда его импеданс намного ниже (по крайней мере, в 10 раз), чем у источника — на всех интересующих частотах. Даже конденсатор емкостью 10 000 мкФ, включенный параллельно, является предельным на частоте 100 Гц, если полное сопротивление стабилитрона составляет всего 1 Ом. Реактивное сопротивление конденсатора 0,16 Ом на частоте 100 Гц. Если источник питания должен иметь очень низкий уровень шума, использование вспомогательного стабилитрона нецелесообразно и необходима более сложная схема.
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2004. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве.
|
ном.