所示的電池消除器電路是使用基本串聯(lián)穩(wěn)壓器構(gòu)建的設(shè)計(jì)的功能說明。
該型號專為使用 9 伏直流電且最大電流不超過 100 mA 的所有應(yīng)用而開發(fā)。它不適合需要相對更高電流的設(shè)備。
T1 是一款 12 -0 - 12 V 100 mA變壓器,提供隔離保護(hù)隔離和電壓降壓,而其中心抽頭次級繞組操作帶有濾波電容器的基本推挽整流器。
空載時(shí),輸出約為 18 伏直流電,滿載時(shí)可能會(huì)降至約 12 伏。
像穩(wěn)壓器一樣工作的電路實(shí)際上是一種基本的串聯(lián)類型設(shè)計(jì),包含R1、D3和C2,以獲得穩(wěn)定的10 V標(biāo)稱輸出。齊納電流在空載時(shí)約為8 mA,滿載時(shí)降至約3mA。R1和D3產(chǎn)生的耗散最小。
可以看到,由TR1和TR2組成的達(dá)林頓對發(fā)射極跟隨器配置為輸出緩沖放大器在全輸出時(shí)提供約30,000的電流增益,而最小增益為10,000。
在此增益水平下,該裝置在滿載電流下以3 mA電流工作,即使負(fù)載電流波動(dòng),最小增益i在放大器兩端的壓降也幾乎沒有偏差。
輸出放大器的實(shí)際壓降約為 1.3 伏,在中等 10 伏輸入時(shí),可提供大約 8.7 伏的輸出。
這看起來幾乎等于指定的 9 V,考慮到即使是真正的 9 伏電池在其工作期間也可能顯示從 9.5 V 到 7.5 V 的變化。
為串聯(lián)穩(wěn)壓器增加電流限制
對于上述穩(wěn)壓器,增加輸出短路保護(hù)通常變得很重要。
這可能是必要的,以便設(shè)計(jì)能夠提供良好的調(diào)節(jié)和低輸出阻抗。由于電源的阻抗非常低,因此在意外輸出短路的情況下,可能會(huì)通過非常高的輸出電流。
這可能會(huì)導(dǎo)致輸出晶體管以及其他一些部件立即被燒毀。典型的保險(xiǎn)絲可能根本無法提供足夠的保護(hù),因?yàn)樯踔猎诒kU(xiǎn)絲可能做出反應(yīng)和熔斷之前,傷害就可能迅速發(fā)生。
實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的最簡單方法可能是在電路中添加限流器。這涉及補(bǔ)充電路,而不會(huì)對正常工作條件下的設(shè)計(jì)性能產(chǎn)生任何直接影響。
但是,如果連接的負(fù)載試圖消耗大量電流,限流器可能會(huì)導(dǎo)致輸出電壓迅速下降。
實(shí)際上,輸出電壓下降得如此之快,以至于盡管在輸出端放置了短路,但電路提供的電流略高于其規(guī)定的最大額定值。
電流限制電路的結(jié)果在下面的數(shù)據(jù)中得到了證明,該數(shù)據(jù)顯示了從所提出的電池消除器單元獲得的逐漸降低的負(fù)載阻抗相關(guān)的輸出電壓和電流。
限流電路僅使用幾個(gè)元件即可工作;R2 和Tr3。它的響應(yīng)實(shí)際上非常快,可以簡單地消除輸出端短路的所有可能風(fēng)險(xiǎn),從而為輸出設(shè)備提供防故障保護(hù)。限流的工作原理可以理解為如下所述。
R2與輸出串聯(lián),這使得R2兩端產(chǎn)生的電壓與輸出電流成正比。當(dāng)輸出功耗達(dá)到100mA時(shí),R2兩端產(chǎn)生的電壓不足以在Tr3上觸發(fā),因?yàn)樗且粋€(gè)硅晶體管,需要最小電位為0.65 V才能接通。
但是,當(dāng)輸出負(fù)載超過100 mA限值時(shí),它會(huì)在T2上產(chǎn)生足夠的電位,以充分將ONTr3切換到導(dǎo)通狀態(tài)。TR3 反過來又導(dǎo)致一些電流 fto 流向
Trl 通過負(fù)載穿過負(fù)電源軌。
這導(dǎo)致輸出電壓有所降低。如果負(fù)載進(jìn)一步增加,則會(huì)導(dǎo)致R2兩端的電位成比例上升,迫使Tr3更努力地接通。
因此,這允許更多的電流向Tr1移動(dòng),負(fù)線通過Tr3和負(fù)載。該作用進(jìn)一步導(dǎo)致輸出電壓按比例上升壓降。
即使在輸出短路的情況下,Tr3也可能被硬偏置為導(dǎo)通,迫使輸出電壓降至零,確保輸出電流永遠(yuǎn)不會(huì)超過100 mA標(biāo)記。
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