Transistor de circuito de diodo Zener para lidar com alta estabilização de corrente

O circuito de “diodo zener” de alta potência que usa o regulador de derivação de transistor apresentado aqui pode ser usado para obter com segurança saídas de alta tensão, temperatura e tensão estabilizada de fontes de alta corrente.

Limitação normal de Zener

Os diodos zener de baixa potência que normalmente usamos em circuitos eletrônicos são especificados para trabalhar com correntes baixas e, portanto, não podem ser usados ​​para desviar ou estabilizar suprimentos de alta corrente.

Embora estejam disponíveis diodos zener com classificação mais alta, eles podem ser relativamente caros. No entanto, é realmente possível criar um diodo zener de alta potência personalizável usando transistores de potência e um IC de regulador de derivação, como mostrado abaixo:

Diagrama de circuito

Usando um regulador de derivação

Observando a figura, podemos ver o envolvimento de um IC de regulador de derivação especializado na forma de LM431 ou TL431, que é basicamente um diodo zener ajustável de baixa potência.


Além do atributo de tensão variável, o dispositivo também inclui a característica de produzir uma saída de temperatura estabilizada, o que significa que as condições da temperatura ambiente não influenciarão o desempenho desse dispositivo, o que não é possível com diodos comuns. .

Mas quando se trata de capacidade de manipulação de energia, o TL431 não é melhor que o equivalente do diodo zener convencional.

No entanto, quando combinada com um transistor de potência como o TIP147 mostrado, a unidade se transforma em uma unidade de diodo zener de alta potência altamente versátil, capaz de desviar e estabilizar fontes de alta corrente sem danos.

Aplicativo de amostra

Um exemplo clássico de aplicação deste circuito pode ser visto neste circuito regulador do desvio da motocicleta onde o design é usado para derivar e proteger o alternador de motocicleta de campos eletromagnéticos de alto investimento.

O design também pode ser testado em fontes de alimentação capacitiva de alta corrente para obter uma saída estabilizada e livre de picos destes inseguros, mas compactos fontes de alimentação sem transformador.

Outras aplicações adequadas deste circuito versátil podem ser controlar as saídas do moinho de vento e como controlador eletrônico de carga para regulação das saídas do hidrogenador.

Sem a integração do TIP147, o estágio LM431 parece bastante vulnerável, e a regulação também ocorre somente pelo ânodo / cátodo do dispositivo, e não pelos terminais principais de alimentação.

Controle de alta potência

Com o transistor de potência integrado, o estágio muda completamente e agora o transistor simula os resultados do regulador de derivação, desviando a alta corrente da entrada para os níveis corretos, conforme especificado nas configurações do LM431.


O divisor de potencial criado usando os resistores 3k3 e 4k7 na entrada de referência do IC determina essencialmente o limiar de disparo do IC, geralmente a resistência superior pode ser ajustada para obter qualquer saída de tensão estabilizada Zener desejada do circuito do transistor.

Cálculos detalhados para resistores podem ser aprendidos com este Folha de dados TL431 do regulador de derivação

Nota: O TIP147 deve ser montado em um dissipador de calor com aletas substancialmente grandes para permitir a operação correta e ideal do circuito.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

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