|
Yarimo’tkazgichlar jaxon fani va texnikasida salmoqli o’rinni egallaydi. Ular asosida ishlab chiqarilayotgan asboblar va qurilmalar miqdori tez ko’payib, ularning turli soxalarga tatbiqi kengayib bormoqda
|
| bet | 27/43 | | Sana | 16.01.2024 | | Hajmi | 4,76 Mb. | | #139134 |
Bog'liq KIRISH
Kuchlanish stabilizatorlari deb qanday qurilmaga aytiladi va ular nechta guruhga bo‘linadi?
Stabilizatorlarning asosiy parametrlarini keltiring.
Stabilizatorlarga qo‘yiladigan talablar nimalardan iborat?
Stabilitron asosida yig‘ilgan parametrik kuchlanish stabilizatorining sxemasini chizing va ishlash prinsipini tushuntiring.
Chiqish qarshiligini pasaytiruvchi ikki kaskadli parametrik stabilizatorning sxemasini chizing va ishlash prinsipini tushuntiring.
Yuklama qobiliyatini oshirishuvchi parametrik stabilizatorning sxemasini chizing va ishlash prinsipini tushuntiring.
Chiqish kuchlanishi sozlanadigan parametrik stabilizatorning sxemasini chizing va ishlash prinsipini tushuntiring.
Kompensatsion ketma-ket va parallel stabilizatorlarning sxemasini chizing va ishlash prinsipini tushuntiring.
Ikkita tranzistor asosidagi ketma-ket kompensatsion stabilizatorning sxemasini chizing va ishlash prinsipini tushuntiring.
4. KUCHLANISH STABILIZATORLARINI HIMOYALASH
Tranzistorli stabilizatorlarni yuklamadagi qisqa tutashuvdan himoyalash
Qisqa tutashuv ketma-ket ulangan stabilizatorning eng og‘ir ish rejimi hisoblanadi, bu holatda rostlovchi tranzistorlardan kuchlanishning kamayishi hisobiga kichik tok oqib o‘tadi (𝑈ke = 𝑈kir). Stabilizator ishdan chiqishining oldini olish uchun bir qancha sxemotexnik echimlar qo‘llaniladi. Shulardan bir nechtasi ko‘rib chiqamiz. Yuklamada qisqa tutashuv holatining oldini olish uchun chiqish
tokini chegaralash usulidan ko‘proq foydalaniladi (4.1-rasm). Deyarli har qanday tranzistorli kuchlanish stabilizatorlarida ushbu sxema rostlovchi tranzistor sifatida foydalanilishi mumkin. VT2 va VT3 tranzistorlari Darlington sxemasi bo‘yicha yig‘ilgan bo‘lib, bevosita rostlash (o‘tish) tranzistorini tashkil etadi. VT1 va 𝑅1 elementlari himoyalash sxemasini tashkil etadi. 𝑅1 rezistor tok datchiki funksiyasini bajaradi (undagi kuchlanish yuklama tokiga proporsional bo‘ladi). 𝑅1 qarshiligida kuchlanishning pasayishi VT1 tranzistor baza-emitter o‘tishiga beriladi va bu o‘tish uchun to‘g‘ri yo‘nalish hisoblanadi.
4.1-rasm. Qo‘shma o‘tish (VT2 va VT3) tranzistori yuklamasida qisqa tutashuvdan himoyalash sxemasi
Ruxsat etiladigan yuklama tokida 𝑅1 dagi kuchlanishning pasayishi VT1 tranzistorini ochish uchun etarli emas (kremniyli tranzistor uchun 0,6 V dan kichik)
va himoyalash sxemasi o‘tish tranzistorining ishlashiga hech qanday ta’sir ko‘rsata olmaydi.
Chiqish tokining oshib ketishi holatida (berilgan qiymatidan yuqori) R1 dagi kuchlanish pasayishi VT1 tranzistorining ochilish holatiga o‘tishi uchun etarli bo‘ladi. Himoyalash sxemasi tranzistori ochilishi bilan uning ochiq kollektor-emitter o‘tishi qo‘shma rostlash tranzistorining baza emitter o‘tishini shuntlaydi, baza toki sezilarli kamayadi va natijada yuklama toki ham kamayadi.
Himoyalash ishlab ketishining bo‘sag‘asi 𝑅1 qarshiligi orqali beriladi. Agar
𝑅1 sifatida o‘zgaruvchan qarshilikdan yoki diskret ulanuvchi qarshiliklar to‘plamidan foydalanilsa, talab qilinadigan oraliqda chiqish toki maksimal qiymatini o‘zgartirish mumkin bo‘ladi. Stabilizatorning chiqish tokini chegaralash uni faqat ishdan chiqishidan himoyalab qolmasdan, balki bir qancha noqulay holatlarning oldini olib, yuklamaning o‘zini ham himoyalaydi, masalan, noto‘g‘ri ulanishdan ham himoyalaydi. 𝑅1 qarshilikning talab etiladigan qiymati Om qonuni orqali aniqlanadi; 𝑅1 = 𝑈be/𝐼bo's, bunda 𝑈be – VT1 tranzistori baza-emitter o‘tishining
kuchlanishi bo‘lib, unda tranzistor ochiladi, 𝐼bo's – tokdan himoyalanib ishlash
bo‘sag‘asi.
Bu usulning kamchiligi shundan iboratki (4.1-rasm) VT1 tranzistorning ochilishi uchun nisbatan yuqori kuchlanish talab etilishidir. Katta yuklama tokida
𝑅1 rezistor katta quvvat tarqalishiga ega bo‘lishi kerak. Faraz qilaylik, agar 𝐼bo's = 10 A bo‘lsa, qisqa tutashuv holatida 𝑅1 6 Vt quvvat sarflaydi (tarqatadi). Bundan tashqari 𝑅1 rezistor qurilmaning chiqish qarshiligini oshiradi, undagi kuchlanish pasayishi yuklamadagi kuchlanishni pasaytiradi. Ushbu sxemotexnik echimning
yana bir kamchiligi himoyalash ishlashining bo‘sag‘aviy qiymatini aniq o‘rnatib bo‘lmasligidir.
Keyingi sxemada (4.2-rasm) bu masalaga boshqacha yondashilgan. Himoyalash 𝑅3 tok datchigi-qarshiligidagi kuchlanish 0,6 V da emas (4.1-rasmdagi sxema kabi), balki bir necha millivoltlarda ishga tushiriladi. VT4 va VT5 tranzistori qo‘shma o‘tish tranzistorini tashkil etadi, qolgan elementlar himoyalash sxemasiga tegishlidir.
Ishlash prinsipi quyidagi ifodaga asoslangan:
∆𝑈 = 𝜑T
𝑙𝑛 𝐼k1
𝐼k2
(4.1)
bunda, ∆𝑈 – qo‘shma tranzistorlar emitter o‘tishidagi kuchlanishlar pasayishining farqi;
𝜑T – termik (issiqlik) potensiali, +20 oC haroratda ≈26 mV ga teng bo‘ladi;
𝐼k1, 𝐼k2 – mos holda VT1 va VT2 tranzistorlarning kollektor toklari.
VT1 tranzistorning kollektor toki 𝐼k1 = (𝑈m − 𝑈be1)/𝑅1, bunda 𝑈m – himoyalash sxemasini ta’minlash kuchlanishi.
4.2-rasm. Tok datchiki-rezistorda kuchlanish pasayishining kamayishi Agar 𝑅3 orqali 𝐼bo's bo‘sag‘aviy tokidan kam tok oqib o‘tsa, u holda undagi
kuchlanish bir qancha millivoltgacha pasayadi, yani VT2 tranzistorining emitter o‘tishiga ushbu kuchlanish beriladi, VT1 tranzistorining emitter o‘tishiga ham xuddi shunday kuchlanish beriladi (𝑈be1 ≈ 𝑈be2). Chunki VT1 va VT2 tranzistorlarning ko‘rsatkichlari bir xil bo‘ladib ularning kollektor toki bir xil (𝐼k1 ≈ 𝐼k2). Ammo
𝑅2 > 𝑅1 bo‘lganligi uchun (odatda 𝑅2 = 10𝑅1) tranzistor VT2 to‘yinish holatida
bo‘ladi, VT3 tranzistorining baza-emitter o‘tishida kuchlanish minimal qiymatga pasayadi va yopiq holatga o‘tadi. Yopiq holatdagi VT3 tranzistor qo‘shma rostlash tranzistoriga hech qanday ta’sir ko‘rsatmaydi.
Agar yuklama toki 𝐼bo's tokidan oshsa 𝑅3 da kuchlanishning pasayishi ushbu ifodaga asosan ∆𝑈 = 𝜑T ln(𝐼k1/𝐼k2) bir qancha oshadi va 𝐼k2 kamayishiga olib keladi, natijada VT2 yopiladi VT3 ochiladi. VT3 tranzistorning kollektor-emitter
o‘tishi qo‘shma rostlash tranzistorining boshqaruvchi emitter o‘tishini shuntlaydi. Shunday qilib stabilizatorning chiqish toki chegaralanadi.
Faraz qilamiz, 𝑅3 da taxminan 60 mV kuchlanish pasaydi. U holda tranzistorlar emitter o‘tishi kuchlanishlarini himoyalash sxemasi 𝑈m ta’minot kuchlanishiga nisbatan e’tiborga olmasa ham bo‘ladi. Bu holda VT2 tranzistor kollektor tokining qiymati: 𝐼k2 ≈ (𝑈m − 𝑈be2)/𝑅2. Yuqorida keltirilgan ifodaga 𝐼k1 va 𝐼k2 toklarini aniqlash ifodasini qo‘yib, quyidagini aniqlaymiz
∆𝑈 = 𝜑T ln(𝑅2/𝑅1) (4.2)
chunki 𝑈be1 ≈ 𝑈be . Ifodadan ko‘rinadiki ∆𝑈 sxema manbai kuchlanishi 𝑈m ga bog‘liq emas. R2/ R1=10 bo‘lsa, ∆𝑈 ning qiymati ∆𝑈 = 60 ± (1 − 3) mV ga teng bo‘ladi, ya’ni ishga tushish bo‘sag‘asini yuqori aniqlik bilan o‘rnatish mumkin, bunda keyinchalik qandaydir moslash (to‘g‘rilash) kiritish shart emas. Ayni paytda
4.1-rasmdagi sxemada himoyaning ishga tushish bo‘sag‘asi ±(10÷20)% oralig‘ida o‘zgarishi mumkin.
𝜑T termik potsensial qiymati haroratga chiziqli ravishda bog‘liq bo‘lganligi sababli, 𝑅3 rezistorni mis simidan yoki harorat koeffitsiyenti 𝜑T = +33%°C ga yaqin bo‘lgan materialdan tayyorlash kerak bo‘ladi.
C kondensator sxemadagi o‘tish jarayonlarida VT3 tranzistor ochilishining oldini olish uchun xizmat qiladi (kondensator sig‘imining tavsiya etiladigan qiymati C= 0,005÷0,015 mkF).
Agar 𝑅1 = 15 kOm, 𝑅2 = 150 kOm, 𝑅3 = 0,6 Om bo‘lsa, bo‘sag‘aviy tok qiymati 0,1 A ga teng bo‘ladi. 𝐼boFs – bo‘sag‘aviy tok 𝑅1 va 𝑅2 rezistorlarning boshqa qiymatlari uchun ham xuddi shunday hisoblanadi. Himoya qilinayotgan o‘tish tranzistorining maksimal kirish toki 𝐼kir ni e’tiborga olgan holda, himoyalash ishga tushish momentida VT3 tranzistori orqali oqib o‘tadigan 𝐼qt qisqa tutashuv toki aniqlanadi.
𝐼qt
= 𝐼kir
— 𝐼boFs ℎ21E45
, (4.3)
bunda, ℎ21E45 – rostlovchi qo‘shma tranzistorning uzatish koeffitsiyenti. Keyin VT3 tranzistorining baza toki hisoblanadi, 𝐼b3 = 𝐼qt/ℎ21E3 va 𝑅2 qarshiligi shunday tanlanadi, bunda 𝐼k2 ning qiymati 𝐼b3 qiymatidan 5-10 marta katta bo‘lishi kerak.
𝑅1 = 0,1𝑅2 ifodadan 𝑅1 rezistorning qarshiligi tanlab olinadi. Shuni e’tiborga olish lozimki 𝑅1 va 𝑅2 qiymatlari nisbati boshqacha ham bo‘lishi mumkin. Bu holda himoyalash ishga tushish bo‘sag‘asi (𝑅3 dagi kuchlanish) birdan to yuzlab millivolt qiymatgacha o‘zgarishi mumkin.
VT3 tranzistor VT1 va VT2 tranzistorlari bilan moslashmagan bo‘lishi ham mumkin. Ammo VT1 va VT2 tranzistorlari o‘zaro moslashgan bo‘lishi kerak. Shuning uchun VT1 va VT2 tranzistorlari sifatida alohida (boshqa-boshqa) tranzistorlardan foydalanish tavsiya etilmaydi. Shu sababli, bitta kristallda tayyorlangan tranzistorlardan foydalanish maqsadga muvofiq.
4.3-rasmda qisqa tutashuv holatida chiqishida tayanch kuchlanish manbai (VD3 stablitron) shuntlanadigan va qo‘shma rostlash tranzistorining baza potsensiali er potensialigacha (0) tushadigan stabilizator sxemasi tasvirlangan.
VT1 tranzistor bazasiga 𝑅1 rezistor bilan birgalikda kirish kuchlanishini bo‘lgichi hisoblanadigan VD1 va VD2 diodlar orqali ≈1,5 V siljish kuchlanishi beriladi. Tayanch kuchlanish parametrik stabilizator (𝑅2, VD3) orqali hosil qilinadi va kuchlanishni bo‘lgich (𝑅3 o‘zgaruvchan qarshiligi) orqali qo‘shma rostlash tranzistori (VT2 va VT3) bazasiga beriladi.
Normal sharoitda (chiqishda qisqa tutashuv bo‘lmagan holatda) VT1 tranzistor yopiq, chunki uning baza-emitter o‘tishi teskari yo‘nalishda bo‘ladi. Tranzistor VT1 stabilizatorning ishlashiga ta’sir etmaydi, va sxema 3.4-bo‘limda ko‘rilgan stabilizatorlarga o‘xshash vazifani bajaradi.
4.3-rasm. Yuklamada qisqa tutashuvdan himoyalangan ketma-ket
stabilizator sxemasi
Chiqishida qisqa tutashuv bo‘lganda VT1 emitter erga ulanadi (umumiy “+”). VT1 baza potensiali emitterga nisbatan manfiy bo‘ladi, va tranzistor ochiladi, kollektor-emitter o‘tishi orqali VD1 stabilitronni shuntlaydi. VT1 tranzistor kollektor toki 𝑅2 rezistori orqali o‘tadi, va unda kuchlanish pasayishi oshadi va qo‘shma tranzistor baza o‘tishida manfiy siljish kamayadi. Bu esa rostlash tranzistorining yopilishiga olib keladi va chiqish toki tezda kamayadi.
4.4-rasmda dinistor bilan himoyalangan stabilizator sxemasi keltirilgan. Rezistor 𝑅3 tok datchiki funksiyasini bajaradi. Parametrik stabilizator 𝑅5 va VD4 sxemasidan tashkil topgan. Stabilizator yuklamasi vazifasini qo‘shma rostlash tranzistori (VT2 va VT3) ning bazasi bajaradi.
Kichik yuklama tokida 𝑅3 da kuchlanishning pasayishi kichik bo‘ladi, VT1 tranzistorining kollektor toki kichik va 𝑅3 rezistordagi kuchlanishi ham yuqori emas. Bunda VD1 diod yopiq va VD3 dinistor “o‘chirilgan” bo‘ladi.
Yuklama toki oshganda 𝑅3 rezistordagi kuchlanish ham oshadi, natijada VT1 tranzistorining baza-emitter o‘tish kuchlanishi ham oshadi, bu kuchlanish VT1 tranzistorining baza-emitter o‘tishi uchun to‘g‘ri kuchlanish hisoblanadi. Natijada VT1 tranzistor ochiladi, uning kollektor toki 𝐼k1 oshadi va 𝑅2 rezistorda kuchlanish oshishiga olib keladi. Bunda hattoki VD1 diod ham ochilishi mumkin, ammo VD3
dinistor bir necha bo‘sag‘aviy yuklama toki 𝐼boFs gacha “o‘chirilgan” holatda bo‘ladi. Tok VD2 diod orqali oqib o‘tmaydi va himoyalash sxemasi stabilizatorning ishlashiga ta’sir etmaydi.
4.4-rasm. Dinistor bilan himoyalangan kuchlanish stabilizatori
Yuklama toki bo‘sag‘aviy tok 𝐼boFs qiymatigacha oshganda 𝑅2 dagi kuchlanish pasayishi dinistorning “ochilish” kuchlanishidan katta bo‘ladi. Dinistor VD3 ochiladi va qo‘shma rostlash tranzistor bazasini erga ulaydi. Stabilizatorning
chiqish toki tezda pasayadi. Qisqa tutashuv holati bartaraf etilgandan keyin, stabilizatorni ishchi holatiga keltirish uchun SB «ajratish» tugmasi bosiladi.
|
|
Bosh sahifa
Aloqalar
Bosh sahifa
Yarimo’tkazgichlar jaxon fani va texnikasida salmoqli o’rinni egallaydi. Ular asosida ishlab chiqarilayotgan asboblar va qurilmalar miqdori tez ko’payib, ularning turli soxalarga tatbiqi kengayib bormoqda
|
