Диодный ограничитель тока
Выпрямление сигналов. Бывают такие случаи, помимо тех, что мы рассмотрели выше, когда сигнал должен иметь только одну полярность. Если входной сигнал не является синусоидальным, то говорить о его выпрямлении не принято, хотя процесс выпрямления применим и к нему. Например, требуется получить последовательность импульсов, совпадающих с моментами нарастания прямоугольного сигнала.
Поиск данных по Вашему запросу:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
Простейший стабилизатор постоянного тока
Полупроводниковый прибор, о котором пойдет речь, предназначен для стабилизации тока на требуемом уровне, обладает низкой стоимостью и дает возможность упростить разработку схем многих электронных приборов. Попытаюсь немного восполнить недостаток информации о простых схемотехнических решениях стабилизаторов постоянного тока.
Идеальный источник тока обладает бесконечно большим ЭДС и бесконечно большим внутренним сопротивлением, что позволяет получить требуемый ток в цепи независящий от сопротивления нагрузки. Рассмотрение теоретических допущений о параметрах источника тока помогает понять определение идеального источника тока. Ток, создаваемый идеальным источником тока остается постоянным при изменении сопротивления нагрузки от короткого замыкания до бесконечности.
Для поддержания величины тока неизменной значение ЭДС меняется от величины не равной нулю до бесконечности. Свойство источника тока, позволяющее получить стабильное значение тока: при изменении сопротивления нагрузки изменяется ЭДС источника тока таким образом, что значение тока остается постоянным.
Реальные источники тока поддерживают ток на требуемом уровне в ограниченный диапазон напряжения, создаваемого на нагрузке и ограниченном сопротивление нагрузки. Идеальный источник рассматривается, а реальный источник тока может работать при нулевом сопротивлении нагрузки.
Режим замыкания выхода источника тока не является исключением или трудно реализуемой функцией источника тока, это один из режимов работы, в который может безболезненно перейти прибор при случайном замыкании выхода и перейти на режим работы с сопротивлением нагрузки более нуля. Реальный источник тока используется совместно с источником напряжения.
Сеть вольт 50 Гц, лабораторный блок питания, аккумулятор, бензиновый генератор, солнечная батарея — источники напряжения, поставляющие электроэнергию потребителю. Последовательно с одним из них включается стабилизатор тока. Выход такого прибора рассматривается как источник тока. Простейший стабилизатор тока представляет собой двухвыводной компонент, ограничивающий протекающий через него ток величиной и точностью соответствующей данным фирмы изготовителя.
Такой полупроводниковый прибор в большинстве случаев имеет корпус, напоминающий диод малой мощности. Благодаря внешнему сходству и наличию всего двух выводов компоненты этого класса часто упоминаются в литературе как диодные стабилизаторы тока. Внутренняя схема не содержит диодов, такое название закрепилось только благодаря внешнему сходству. Применение диодных стабилизаторов тока упрощает электрические схемы и снижает стоимость приборов. Один полупроводник этого класса в зависимости от типа обеспечивает стабилизацию тока на уровне от 0,22 до 30 миллиампер.
Наименования этих полупроводниковых приборов по ГОСТу и схемного обозначения найти не удалось. В схемах статьи пришлось применить обозначение обычного диода. При включении в цепь питания светодиода диодный стабилизатор обеспечивает требуемый режим и надежную работу. Одна из особенностей диодного стабилизатора тока — работа в диапазоне напряжений от 1,8 до вольт позволяющая защитить светодиод от выхода из строя при воздействии импульсных и длительных изменений напряжения.
Яркость и оттенок свечения светодиода зависят от протекающего тока. Один диодный стабилизатор тока может обеспечить режим работы нескольких последовательно включенных светодиодов, как показано на схеме. Эту схему легко преобразовать в зависимости от светодиодов и напряжения питания. Один или несколько параллельно включенных диодных стабилизаторов тока в цепь светодиодов зададут ток светодиодов, а количество светодиодов зависит от диапазона изменения напряжения питания.
С помощью диодных источников тока можно построить индикаторный или осветительный прибор, предназначенный для питания от постоянного напряжения. Благодаря питанию стабильным током источник света будет иметь постоянную яркость свечения при колебаниях напряжения питания.
Использование резистора в цепи светодиода индикатора напряжения питания двигателя постоянного тока станка сверловки печатных плат приводило к быстрому выходу светодиода из строя. Применение диодного стабилизатора тока позволило получить надежную работу индикатора.
Диодные стабилизаторы тока допускается включать параллельно. Требуемый режим питания нагрузок можно получить, меняя тип или включая параллельно требуемое количество этих приборов. При питании светодиода оптопары через резистор пульсации напряжения питания схемы приводят к колебаниям яркости, накладывающимся на фронт прямоугольного импульса. Применение диодного стабилизатора тока в цепи питания светодиода, входящего в состав оптопары, позволяет снизить искажение цифрового сигнала, передаваемого через оптопару и увеличить надежность канала информации.
Применение диодного стабилизатора тока задающего режим работы стабилитрона позволяет разработать простой источник опорного напряжения. При изменении питающего тока на 10 процентов напряжение на стабилитроне меняется на 0,2 процента, а так как ток стабилен, то величина опорного напряжения стабильна при изменении других факторов.
Влияние пульсаций питающего напряжения на выходное опорное напряжение уменьшается на децибел. Вольтамперная характеристика помогает понять работу диодного стабилизатора тока. Режим стабилизации начинается при превышении напряжения на выводах прибора около двух вольт. При напряжениях более вольт происходит пробой.
Реальный ток стабилизации может отклоняться от номинального тока на величину до десяти процентов. При изменении напряжения от 2 до вольт ток стабилизации меняется на 5 процентов. Диодные стабилизаторы тока, выпускаемые некоторыми производителями, изменяют ток стабилизации при изменении напряжения до 20 процентов. Чем выше ток стабилизации, тем больше отклонение при увеличении напряжения.
Параллельное включение пяти приборов, рассчитанных на ток 2 миллиампера, позволяет получить более высокие параметры, чем у одного на 10 миллиампер. Так как уменьшается минимальное напряжение стабилизации тока, то диапазон напряжения в котором работает стабилизатор увеличивается. Основой схемы диодного стабилизатора тока является полевой транзистор с p-n переходом.
Напряжение затвор-исток определяет ток стока. При напряжении затвор-исток равному нулю ток через транзистор равен начальному току стока, который течет при напряжении между стоком и истоком более напряжения насыщения. Поэтому для нормальной работы диодного стабилизатора тока напряжение, приложенное к выводам должно быть больше некоторого значения от 1 до 3 вольт. Полевой транзистор имеет большой разброс начального тока стока, точно эту величину предсказать нельзя.
Дешевые диодные стабилизаторы тока представляют собой отобранные по току полевые транзисторы, у которых затвор соединен с истоком. При смене полярности напряжения диодный стабилизатор тока превращается в обычный диод.
Это свойство обусловлено тем, что p-n переход полевого транзистора оказывается смещенным в прямом направлении и ток течет по цепи затвор-сток. Максимальный обратный ток некоторых диодных стабилизаторов тока может достигать миллиампер.
Для стабилизации токов силой 0, ампер и более применима схема, главный элемент которой мощный транзистор. Диодный стабилизатор тока стабилизирует напряжение на резисторе Ом и на базе транзистора КТ Изменение резистора R1 от 0,2 до10 Ом изменяется ток, поступающий в нагрузку.
С помощью этой схемы можно получить ток, ограниченный максимальным током транзистора или максимальным током источника питания. Применение диодного стабилизатора тока с наиболее возможным номинальным током стабилизации улучшает стабильность выходного тока схемы, но при этом нельзя забывать о минимально возможном напряжении работы диодного стабилизатора тока. Изменение резистора R1 на Ом значительно меняет величину выходного тока схемы. Этот резистор должен иметь большую мощность рассеяния тепла, изменение сопротивления из-за нагрева приведет к отклонению выходного тока от заданного значения.
Резистор R1 лучше собрать из нескольких параллельно включенных мощных резисторов. Резисторы, применённые в схеме должны иметь минимальное отклонение сопротивления при изменении температуры. При построении регулируемого источника стабильного тока или для точной настройки выходного тока резистор Ом можно заменить переменным.
Для улучшения стабильности тока транзистор КТ усиливается вторым транзистором меньшей мощности. Транзисторы соединяются по схеме составного транзистора. При использовании составного транзистора минимальное напряжение стабилизации увеличивается.
Эту схему можно использовать для питания соленоидов, электромагнитов, обмоток шаговых двигателей, в гальванике, для зарядки аккумуляторов и других целей. Транзистор обязательно устанавливается на радиатор. Конструкция прибора должна обеспечивать хороший теплоотвод. Если бюджет проекта позволяет увеличить затраты на рубля и конструкция прибора допускает увеличение площади печатной платы, то использую параллельное объединение диодных стабилизаторов тока можно улучшить параметры разрабатываемого прибора.
Соединенные параллельно 5 компонентов 1N позволят стабилизировать ток на уровне 10 миллиампер, как и компонент СDLL, но минимальное напряжение работы в случае пяти 1N составит 1,85 вольт, что важно для схем с напряжением питания 3,3 или 5 вольт. Соединение параллельно группы стабилизаторов тока вместо одного позволяет снизить нагрев разрабатываемого прибора и отодвинуть верхнюю границу температурного диапазона. Для использования диодных стабилизаторов тока при напряжениях более напряжения пробоя последовательно включается один или несколько стабилитронов, при этом область напряжений работы диодного ограничителя тока смещается на величину стабилизации напряжения стабилитроном.
Схему можно использовать для грубого определения превышения порогового значения напряжения. Найти отечественные аналоги зарубежных диодных стабилизаторов тока не удалось.
Вероятно с течением времени ситуация с отечественными диодными стабилизаторами тока изменится. Литература: Л. Теоретические основы электротехники.
Электрические цепи. Скачать список элементов PDF. Средний балл статьи: 4. Для добавления Вашей сборки необходима регистрация. Оставить комментарий. Обнаружен блокировщик рекламы. Сайт Паяльник существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Как это сделать? Главная Начинающим. Призовой фонд на октябрь г. Тестер компонентов LCR-T4.
Набор начинающего радиолюбителя. Arduino UNO. Условное графическое обозначение источника тока: Рассмотрение теоретических допущений о параметрах источника тока помогает понять определение идеального источника тока. Источник тока 0. Стабилитрон 5. Биполярный транзистор КТА.
7.4. Диодные ограничители
О 74 Амплитудные диодные ограничители : метод. Содержатся теоретические сведения о видах амплитудных диодных ограничителей и схемы для практического задания. Амплитудными ограничителями называются устройства, напряжение на выходе которых пропорционально входному напряжению до тех пор, пока входное напряжение не достигнет некоторого уровня, называемого порогом ограничения. После этого выходное напряжение остается постоянным, несмотря на изменения входного напряжения. Ограничитель, сигнал на выходе которого не может быть больше порога ограничения, называется ограничителем сверху или по максимуму. Если сигнал на выходе ограничителя не может быть меньше порога ограничения, то ограничитель называется ограничителем снизу или по минимуму. В зависимости от способа соединения нагрузки и диода различают последовательные и параллельные диодные ограничители.
Диодный ограничитель
Бобровский Павел Леонидович, кандидат технических наук. Родился 16 октября года в городе Находка Приморского края. Простейшим диодным ограничителем последовательного типа является схема однополупериодного выпрямителя Если входной сигнал является переменным, то в такой схеме на выходе получим полусинусоидальные импульсы. Амплитуда их будет определяться амплитудой входного сигнала, а длительность будет близка к половине периода. Для регулирования амплитуды и длительности выходных импульсов в последовательную цепь включают источник управляющего напряжения. При данной полярности этот источник препятствует открыванию диода в положительный полупериод входного сигнала. Поскольку U у препятствует открыванию диода, то открывание его произойдет в момент времени, когда напряжение сигнала положительной полуволны начнет превышать величину управл. При этом к нагрузке будет приложена разность E С -U У. В результате на нагрузке будем иметь импульсы меньшей амплитуды и меньшей длительности.
Диодные ограничители.
Ограничитель используется, чтобы передать на выход только часть входного напряжения произвольной формы. Когда диод включается, происходит отсечка: на выход независимо от входного сигнала подается сумма напряжений на источнике и прямосмещенном диоде. На рис. Входной файл для нее:. Проведите анализ и получите график входного напряжения v 1 и выходного напряжения v 2.
Последовательный диодный ограничитель
Ограничивающие диоды включают параллельно нагрузке. Полярность управляющего напряжения такова, что оно стремится закрыть диод. Используем пока только VD1 и U У1. Если величина входного сигнала будет меньше напряжения управления, то диод будет находиться в закрытом состоянии и не будет влиять на передачу сигнала, то есть напряжение на нагрузке будет повторять по форме E С. А в моменты времени, когда E С будет превышать U У1 диод будет открыт. При этом напряжении на последовательном соединении диода и источника управляющего напряжения будет фиксировано на уровне U У1.
Ограничение тока резистором. Большая энциклопедия нефти и газа
Параллельные диодные ограничители лишены этого недостатка. Двусторонний параллельный диодный ограничитель схема рис. Схема параллельного диодного ограничителя изображена на рис. Когда входной импульс рис. Выходное напряжение представляет собой падение напряжения на сопротивлении д, которое практически равно нулю. При отрицательном входном импульсе диод заперт и тока в схеме не будет. В этом случае напряжения на входе и выходе будут практически одинаковы, так как падение напряжения на резисторе R ввиду отсутствия тока равно нулю. В параллельном диодном ограничителе в течение всего времени формирования выходного импульса диод закрыт; в последовательном ограничителе диод во время формирования одного фронта открыт, другого - закрыт.
Полупроводниковый прибор - ограничитель тока
Ключевые свойства полупроводниковых диодов позволяют использовать их для построения нелинейных схем ограничителей, выпрямителей, модуляторов и демодуляторов, логических элементов и других специальных электронных схем, осуществляющих разнообразные преобразования поступающих на вход схемы электрических сигналов. Реальные диодные ключи обладают инерционностью и их работа в динамике, при быстрых изменениях сигналов в ключевой схеме, характеризуется конечным временем переключения из проводящего открытого состояния в закрытое и обратно. Это связано с накоплением и рассасыванием неравновесного заряда в диоде, что соответствует наличию эквивалентной емкости р- n - перехода.
Мудро о науке
Идеальный источник тока позволяет получить ток, не зависящий от сопротивления нагрузки. Параметры диодного источника тока, обуславливающие область применения прибора, рассматриваются в этой статье. Для упрощения электрических схем удобно использовать диодные источники тока, представляющие собой двухвыводной компонент с низкой стоимостью, устанавливаемый в цепи схем последовательно с различными компонентами. Такое схемное решение проблемы стабилизированного тока привлекает простотой и повышением устойчивости работы разрабатываемых схем приборов. Один полупроводник этого класса, в зависимости от типа, обеспечивает стабилизацию тока на уровне от 0.
Основным признаком таких схем является параллельное включение полупроводникового диода и сопротивления нагрузки. Функционирование схемы параллельного диодного ограничителя на нулевом уровне. Тогда напряжение на выходе определяется из следующего выражения:. Для ограничения на требуемом уровне, отличном от нуля в схему диодного ограничителя вводится источник питания Е см. Ограничение сверху. Если изменить направление включения диода, и оставить подключенным источник смещения E см , то получим ограничение снизу на уровне E см.
В течение положительного полупериода входящего сигнала с максимальной амплитудой 5 В диод работает в обратносмещённом режиме и не проводит, как если бы он не был подключен. На рисунке ниже показано, что положительный полупериод на выходе V 2 не изменяется. Поскольку пики положительного полупериода выходящего сигнала фактически накладывается на синусоиду входящего сигнала V 1 , на рисунке кривая входящего сигнала для наглядности изображена выше.
Извиняюсь, хотел бы предложить другое решение.
Вы попали в самую точку. Мне кажется это очень отличная мысль. Полностью с Вами соглашусь.
Я извиняюсь, но, по-моему, Вы допускаете ошибку. Могу отстоять свою позицию. Пишите мне в PM.