Paprastas nuolatinės srovės generatorius, naudojant tranzistorių

Daugelis iš mūsų, dirbusių su analoginėmis grandinėmis, dažnai susidūrę su įtampos šaltiniu ir srovės šaltiniu, suprojektuodami grandinę. Nors viskas, kas teikia pastovią įtampą, pavyzdžiui, paprasta 5 V USB išvestis arba 12 V adapteris, gali būti laikoma įtampos šaltiniu, terminas „srovės šaltinis“ visada lieka paslaptis. Daugeliui grandinių, ypač toms, kurios susijusios su „Op-Amp“ arba perjungimo grandinėmis, projektuojant reiktų naudoti pastovios srovės šaltinį. Taigi, ką reiškia dabartinis šaltinis? Kaip tai veiks ir kodėl to reikia?

Šioje pamokoje rasime atsakymus į šiuos klausimus, taip pat sukursime ir išbandysime paprastą nuolatinės srovės šaltinio grandinę naudodami tranzistorių. Šioje pamokoje naudojama grandinė galės pateikti pastovią 100mA srovę į jūsų apkrovą, tačiau galite ją modifikuoti naudodamiesi potenciometru pagal savo dizaino reikalavimus. Įdomu teisingai! Taigi pradėkime.

Kas yra nuolatinės srovės (CC) šaltinis?

Paprastai, kai maitinimo blokas varo apkrovą, gali būti du galimi veikimo režimai: vienas naudojamas pastovios įtampos (CV) režimu, kitas - nuolatinės srovės (CC) režimu.

CV režimu maitinimo šaltinis daro išėjimo įtampą pastovią ir keičia išėjimo srovę, kaip to reikalauja apkrovos pasipriešinimas. Geriausias pavyzdys bus jūsų 5 V USB prievadas, kuriame išėjimo įtampa yra fiksuota 5 V įtampa, tačiau, atsižvelgiant į apkrovą, srovė skirsis. Jei prijungsite mažą lemputę, ji ims mažiau srovės, o jei prijungsite didesnę, ji ims daugiau srovės, tačiau įtampa visoje LED liks visada 5 V.

CC režimu idealus srovės šaltinio maitinimas padaro išėjimo srovę pastovią ir keičia išėjimo įtampą, kaip reikalauja apkrovos pasipriešinimas. Pavyzdžiui, tai bus 12 V akumuliatorių įkroviklis CC režimu, kai įkrovimo srovė bus fiksuota įtampa. Tuo atveju, kai jūsų akumuliatorius yra 10,5 V, jei prijungiate jį prie 1A 12V akumuliatoriaus įkroviklio, jūsų įkroviklio išėjimo srovė visada bus 1A, tačiau išėjimo įtampa bus keičiama, kad būtų išlaikyta ši 1A įkrovimo srovė. Taigi čia reikalingos nuolatinės srovės grandinės, kitas pavyzdys gali būti pastovios srovės LED tvarkyklės grandinė, kur srovė, nors šviesos diodas turi būti pastovus.

Paprastas 100mA nuolatinės srovės šaltinis naudojant tranzistorių

Šiame projekte sukursime paprastą tranzistoriaus nuolatinės srovės šaltinio generatorių, kuriame bus naudojami tik 4 komponentai. Tai labai nebrangi grandinė, galinti užtikrinti 100mA pastovios srovės šaltinį naudojant 5V maitinimo šaltinį. Jis taip pat turės potenciometrą, kuris valdys srovės išėjimą nuo 1 iki 100mA diapazono. Tai užtikrins pastovią srovę, net jei pasikeis atsparumas apkrovai. Tai bus naudinga naudoti, kai grandinei reikia pastovios srovės tiekimo be svyravimų. Anksčiau mes taip pat sukūrėme kito tipo srovės šaltinio grandinę, vadinamą Howlando srovės siurblio grandine, ir srovės veidrodžio grandinę, jei norite, taip pat galite jas pažvelgti. Dabar apžvelkime medžiagas, reikalingas šiam projektui.

Reikalingos medžiagos:

1. TL431
2. BC547
3. 2k rezistorius 1%
4. 10k kintamas rezistorius
5. 22R 1% rezistorius
6. 5 V nuolatinės srovės adapteris arba maitinimo blokas.
7. Skirtingos atsparumo apkrovai rūšys, kaip reikalaujama.
8. Duona ir prikabinkite laidus
9. Multimetras bandymams.

Kaip minėta pirmiau pateiktame BOM, grandinę sudaro tik du aktyvūs komponentai - TL431 ir BC547. TL431 yra šunto reguliatorius, kuris naudoja 2,5 V įtampos atskaitą. Jis palaiko 1–100 mA katodo srovę atliekant šuntavimo operacijas. Šio komponento pakuotė yra tokia pati kaip ir bendrosios skylės tranzistoriaus. Kiti komponentai yra pasyvūs komponentai. Rezistorių tikslumas turi būti 1%.

Nuolatinės srovės šaltinio schema:

Žemiau parodyta nuolatinės srovės šaltinio, naudojant tranzistoriaus projektą, schema.

Minėta grandinė yra visiškai prijungta prie 5 V linijos. Išvesties apkrova turi būti sujungta tarp išvesties ir GND jungties. Pirmiau pateiktoje schemoje BC547 veikia kaip praeinantis tranzistorius,