Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn

trol.six 15 Mar 2019 21:43 2286 4
  • Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn

    Celem artykułu jest przyjrzenie się czterem klasycznym obwodom z ograniczeniem prądowym.

    O czym nie będzie, a warto nadmienić:

    1. Tranzystor powinien działać w stosownych dla niego warunkach, czyli zakres prądów i napięć nie powinien przekraczać bezpiecznego obszaru. Należy zastosować chłodzenie jeśli takowe okaże się konieczne. Jest to istotne gdyż podczas zwarć i obciążeń wydziela się najwięcej mocy.

    2. Tranzystor pnp jest sterowany przez npn. Oba w takiej konfiguracji działają jako wzmacniacze, co dość często wraz z układem sterującym skutkuje oscylacjami. Wzmocnienie npn można ograniczać przez stosowny rezystor w emiterze. Większa jego wartość wpływa na zmniejszenie się reakcji na napięcie sterujące.

    ----------------------------

    Cały układ testowy to prosty stabilizator napięcia 5V1, Tranzystor sterujący pnp BD140, tranzystor npn BC547. Test zmontowanego układu, schemat i zdjęcie głównego bohatera:
    Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn

    Na wykresach oś Y 500 to 5V dla napięcia i 500mA dla prądu

    ----------------------------
    I.
    Pierwszy układ to wykorzystanie faktu iż maksymalny prąd kolektora jest ograniczony prądem bazy. A więc w przybliżeniu prąd wyjściowy

    I = h21e * (Uster-0V6)/Re

    I - prąd wyjściowy
    h21e - wzmocnienie prądowe tranzystora pnp
    Uster - maksymalne napięcie sterujące
    Re - rezystancja w gałęzi emitera npn

    Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn





    Cechy:
    1. proste
    2. prąd zależny od temperatury pnp i jego charakterystyki
    3. prąd zależny od maksymalnego napięcia sterującego

    ----------------------------
    II.
    Drugi układ to ograniczenie przez rezystor wraz z dodatkowym tranzystorem pnp w linii emitera pnp. Spadek napięcia wywołany prądem płynącym przez rezystor sprawia że tranzystor się załącza i ogranicza dalsze wysterowanie. Układzik był troche mniej stabilny napięciowo ponieważ w tym układzie wartość rezystora emiterowego jest cztery razy mniejsza aby zwiększyć prąd bazy pnp. Wartość rezystora jest mniejsza, inaczej otrzymalibyśmy poprzedni układ gdzie prąd ograniczany jest prądem bazy.

    Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn

    Cechy:
    1. dość niezależny od stopnia npn i napięcia sterującego.
    2. konieczny dodatkowy spadek 0V6 na linii
    3. zmniejszenie rezystora emiterowego pogarsza stabilność układu
    4. bardziej stroma charakterystyka ograniczenia dla niskich napięć zasilania

    ----------------------------
    III.
    Trzeci wykorzystuje sprzężenie z napięcia jakie odkłada się na rezystorze prądowym. Zmniejsza się wysterowanie tranzystora npn co skutkuje ograniczeniem prądu. Komplikuje jednak układ, układ sterujący w tym diode zenera należy podpiąć pod wyjściową mase, lub zastosować wzmacniacz różnicowy.

    Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn

    Cechy:
    1. brak wspólnej masy dla zasilania oraz wyjścia, przypadkowe zwarcie spowoduje że ograniczenie nie zadziała.
    2. konieczny spadek napięcia na rezystorze może być mniejszy niż 0V6, zwiększa to jednak stabilność względem temperatury tranzystora npn

    ----------------------------
    IV.

    Czwarty układ to modyfikacja przykładu II o dwa dodatkowe rezystory. Jest to dzielnik napięcia wprowadzający napięcie na baze emitera. Napięcie dzielnika jest zależne od napięcia wejściowego oraz wyjściowego. Otrzymujemy więc ograniczenie z podcięciem (U wyjściowe malejące wraz z obciążeniem), oraz zwiększające się wraz z napięciem wejściowym. Ponieważ układ jak pisałem jest słabo stabilny, dodano pojemność C13 dla zachowania stabilności ograniczenia prądowego. Zalecane jest minimalne wstępne obciążenie z powodu przepływającego prądu przez R10 i R12

    Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn Cztery przykłady ograniczeń prądu w tranzystorze pnp sterowanym przez npn

    1. dość niezależny od stopnia npn
    2. spadek na rezystorze prądowym może być mniejszy niż 0V6
    3. charakterystyka zależna od napięć: wejściowego i wyjściowego
    4. zmniejszenie rezystora emiterowego pogarsza stabilność układu

    ----------------------------


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • #3 16 Mar 2019 10:51
    metalMANiu
    Poziom 16  

    Warto dodać informację o typowych aplikacjach takich obwodów.

  • #5 20 Mar 2019 12:05
    szeryf3
    Poziom 16  

    Trochę wiedzy sobie odświeżyłem.
    Duży plus.