Paprastas maitinimo stabilizavimas 2023.01.04 at 14:54

Prisireikė man čia vienam projektukui stabilizuoti maitinimą, kad išsikraunant baterijai (9 V) įtampa būtų stabili (6-7 V). Vienas paprasčiausių būtų tą padaryti būtų DC-DC keitiklio naudojimas ir jau galvojau dėti jau pamėgtus Mornsun moduliukus, šiuo atveju K7812JT-500R3-LB (6,5 V 500 mA):

Kainuoja centus, efektyvus, stabilus ir geras. Bet kaip visada, lengviausi sprendimai ne man 😋, todėl prisiminiau tokį senovišką žodį stabilitronas. Dabar tas daiktas vadinamas Zenerio diodu. Nebus jis toks jau stabilus temperatūriškai, bet šiuo atveju tiks, nes reikia pasikartoti skaičiavimo teoriją. Tipinė schema tokia:

Tranzistorius gali būti priešingo poliarumo, tada schema truputį kitokia. Bet schemoje visi tranzistoriai NPN tai tokį naudosiu ir stabilizavimui.

Teorija tokia – šitoks įtampos reguliatorius, sudarytas iš bipoliarinio tranzistoriaus, pajungto pagal emiterinio kartotuvo schemą, kurį valdo įtampos daliklis iš rezistoriaus ir stabilitrono. Daliklio išėjimas valdo tranzistoriaus bazę, taip valdydamas įtampą išėjime. Principe užtektų vien tik stabilitrono, bet su tranzistoriumi gaunama žymiai didesnė srovė išėjime. Svarbūs tranzistoriaus parametrai – maksimali srovė ir hFE. Susižymime sroves ir jų kryptis:

Schemoje naudojami MMBT3904 tranzisotriai, 40 V, 200 mA, hFE nuo 30 iki 300, priklausomai nuo kolektoriaus srovės.

Pagal kolektoriaus srovę manyčiau, kad hFE bus apie 200, todėl tokį skaičių ir naudosiu. Taigi, turime, kad hFE = 200, maksimali srovė 100 mA (realiai ten kokia 10 mA tereiks), skaičiuojame:

\[h_{FE} = {I_{OUT} \over I_B}\]

Iš čia:

\[I_B = {I_{OUT} \over h_{FE}}\]
\[I_B = {0,1_A \over 200}=0,0005_A\]

Toliau prisiminkime mūsų geriausio draugo Kirchhofo taisykles. Pagal jas, srovė per R1 bus lygi srovės per D1 ir bazės srovės sumai.

\[I_{R1} = I_B + I_{D1}\]

Žiūrim pasirinkto stabilitrono BZT52C6V8-7-F dokumentaciją:

IZT = 5 mA, t. y. reikia bent 5 mA (0,005 A), kad diodas būtų grūtinėje voltamperinės charakteristikos zonoje.

\[I_{R1} = 0,0005_A + 0,005_{A_{I_{D1}}}=0,0055_A\]

Naudojame 6,8 V stabilitroną, o maitinimas bus nuo 9 V baterijos (Krona arba 6LR61), tai ant rezistoriaus R1 turime nusodinti 9 – 6,8 = 2,2 V. Kai jau turime srovė per rezistorių ir įtampą, dėdės Omo dėsnio pagalba skaičiuojame rezistoriaus varžą:

\[R_{R1} = {U_{R1} \over I_{R1}}\]
\[R_{R1} = {2,2_V \over 0,0055_A}=400 \Omega\]

Jeigu baterija jau pasėdusi ir įtampa pakris, tarkim, iki 8 V, tuomet 8 – 6,8 = 1,2 V ir:

\[R_{R1} = {1,2_V \over 0,0055_A}=218,18 \Omega≈220\Omega\]

Taigi, norint, kad schema veiktų prie 8 V, reikėtų naudoti 220 Ω rezistorių. Prie 9 V tuomet stabilitrono srovė bus 10 mA.

Ir dabar galima atsinaujinti schemą:

Kondensatorius nelabai reikalingas, bet 1 uF mažiulis irgi nepamaišys.

2 Responses to “Paprastas maitinimo stabilizavimas”

  1. Sveikas Dainiau. Renku informacija vienam panasiam projektui, Gal galima butu su tavimi pasikonsultuoti?

  2. Labas Žygimantai 🙂 Galima bandyti, jeigu tik sugebėsiu 🙂

Leave a Reply

*