Jak wykonać „diodę Zenera” – napięcie odniesie
Transkrypt
Jak wykonać „diodę Zenera” – napięcie odniesie
Jak wykonać „diodę Zenera” – napięcie odniesienia 1k 1k 1k 8V LED 1k 1.7V 1k 3.3V do 56V 0.6V BC547 dioda LED czerwona = 1.7V dioda LED zielona= 2.3V Z (napięcie = 3V3 do 56V) 2.9V LED 1k ZD=12V c BC547 nap. Z=12.6V e c b BC557 1.2V 0.6V 5V 1-3mA 4k7 b e 10k 10k c BC547 1k BC557 1k 9V-15V 270R 9V-15V 5V 5-15mA 4k7 e c b b 10k e 10k 10V6 dioda Zenera @20W 10V Dioda Zenera mocy 1k 2N3055 Rys. 1 Diody Zenara, ze względu na swą charak- odniesienia) precyzyjne, aczkolwiek do wielu terystykę, są często stosowane, jako źródła zastosowań adekwatne. napięcia odniesienia. Na poniższych rysunkach Jeśli potrzebujemy napięcia ok. 8V, można pokazano rozwiązania alternatywne, mogące wykorzystać „napięcie przebicia” (breakdown zastąpić „zenerkę”, np. w sytuacji, gdy potrzebu- voltage) złącza baza-emiter tranzystora BC547. jemy napięcia spoza typoszeregu diod Zenera. Ograniczając prąd do kilku – kilkunastu miNależy zaznaczyć, iż nie są to źródła (napięć liamper, przebicie takie jest bezpieczne. Nie uszkadza tranzystora, i otrzymujemy „stromą SERWIS ELEKTRONIKI Jak wykonać „diodę Zenera” – napięcie odniesienia charakterystykę” jak w przypadku diody Zenera. Jeśli potrzeba niskiego napięcia (ok. 2V), można wykorzystać nieliniowość charakterystyki diody LED. Czerwone mają ok. 1.7V, zielone diody LED ok. 2.3V. Skrajnie niskie napięcie uzyskamy ze zwykłej diody. W zależności od prądu polaryzacji, ok. 0.6 do 0.7V. Kolejny rysunek, to dioda Zenera. Dostępne są w zakresie napięć 3.3 do 56V (aczkolwiek, jako elementy zabezpieczenia, produkowane są diody o napięciu przebicia do 200V ; np. R2M). Kolejne 3 przykłady na poniższym rysunku, to łączenie w szereg elementów o charakterystyce progowej (silnie nieliniowej). A więc, „zenerki” plus diody zwykłe, ewentualnie plus diody LED. Należy pamiętać, iż dynamiczne impedancje dodają się, jak również niestabilności wywołane np. zmianami temperatury. Przeciwne współczynniki temperaturowe łączonych w szereg elementów, pozwalają na wzajemną kompensację, uzyskując wypadkowy współczynnik temperaturowy lepszy, aniżeli w przypadku np. „zwykłej zenerki”. Przykłady z dwoma tranzystorami symulują diodę Zenera o napięciu ok. 5V. W istocie, odniesieniem jest napięcie baza-emiter tranzystora pnp (BC557). Przemnożenia dokonuje dzielnik rezystorów 4k7/39kΩ. Proste przeliczenie pokazuje, iż „kolano charakterystyki” uzyskamy na 5-ciu voltach, gdy BC557 „otwiera” już przy 0.55V na bazie (względem emitera). Tak mała wartość jest rozsądna, z uwagi na duże wzmocnienie układu dwu tranzystorów łącznie. Kalibracji napięcia „tak utworzonej zenerki” można dokonać dobie- rając 3-ci rezystor (tu 10kΩ). Jego zmniejszenie, przesunie punkt pracy pierwszego tranzystora (pnp), na charakterystyce baza-emiter (nieco powyżej 0.55V), którą to wartość należy przemnożyć przez dzielnik (39+4.7)/4.7= ok. 9.3. Układ z pierwszego schematu (na rysunku 1 na początku), pozwala czerpać jedynie ok. 1 do 3mA z tak utworzonego źródła napięcia odniesienia. Chcąc „czerpać więcej”, należy zmniejszyć rezystor polaryzujący cały układ (dwu tranzystorów). W przypadku zasilania z napięcia 9-15V, i zmniejszając wartość tego rezystora z 1k do 270R, z takiej „zastępczej zenerki” można (ale i należy) pobierać prąd ok. 5 do 15mA. Ostatni przykład na załączonym na początku rysunku, to dioda Zenera mocy. Wypadkowe napięcie zostanie podniesione (względem zenerki 10V), jedynie o ok. 0.6V (napięcie baza-emiter 2N3055), natomiast niemal cały prąd, a więc i moc, przejmie tranzystor. Na tak utworzonym źródle napięcia odniesienia, można wydzielić do 20wat mocy, co odpowiada prądowi ok. 2A. Chłodzenie należy zapewnić tranzystorowi, gdyż na nim niemal „całe ciepło” się wydzieli. Większy sens takiego układu, jest w przypadku zabezpieczenia nim „linii napięcia” przed podniesieniem, powyżej ustalonej bezpiecznej wartości (na przykład, na wyjściu zasilacza). Wtedy, w poprawnych warunkach, nie będzie żadnych strat mocy, zaś w przypadku awarii „Power Zener” jest w stanie na siebie wziąć nadwyżkę mocy, nie dopuszczając do podniesienia napięcia, i chroniąc zabezpieczany obwód. opr. Karol Świerc SERWIS ELEKTRONIKI