Источник тока на транзисторе. Источник тока на транзисторах: принцип работы и схемы

Как работает источник тока на транзисторах. Какие компоненты используются в схеме источника тока. Какие типы источников тока бывают. Как рассчитать параметры схемы источника тока на транзисторах.

Принцип работы источника тока на транзисторах

Источник тока на транзисторах — это электронная схема, которая обеспечивает постоянный ток через нагрузку независимо от изменения напряжения питания или сопротивления нагрузки. Основные принципы работы такой схемы:

• Используется отрицательная обратная связь для стабилизации тока
• Ток задается резистором в цепи эмиттера транзистора
• При увеличении тока увеличивается падение напряжения на эмиттерном резисторе, что приводит к уменьшению тока базы и коллектора
• При уменьшении тока падает напряжение на эмиттерном резисторе, что увеличивает ток базы и коллектора

Таким образом, схема автоматически поддерживает заданный ток через нагрузку.

Основные компоненты источника тока на транзисторах

Типичная схема источника тока на транзисторах включает следующие компоненты:

• Транзистор — основной управляющий элемент (биполярный или полевой)
• Резистор в цепи эмиттера — задает величину тока
• Резистор в цепи базы — обеспечивает смещение транзистора
• Диоды или стабилитрон — формируют опорное напряжение
• Операционный усилитель (в некоторых схемах) — усиливает сигнал обратной связи

Выбор конкретных номиналов компонентов зависит от требуемого тока, напряжения питания и других параметров.

Типы схем источников тока на транзисторах

Существует несколько основных типов схем источников тока на транзисторах:

Простейший источник тока на биполярном транзисторе

Это базовая схема, использующая один биполярный транзистор и два резистора. Обеспечивает постоянный ток в простых применениях.

Источник тока с дополнительным транзистором

Добавление второго транзистора позволяет улучшить стабильность тока и расширить диапазон рабочих напряжений.

Источник тока на полевом транзисторе

Использование полевого транзистора вместо биполярного упрощает схему и позволяет получить более высокое выходное сопротивление.

Прецизионный источник тока на операционном усилителе

Применение операционного усилителя обеспечивает высокую точность стабилизации тока в широком диапазоне условий.

Расчет параметров источника тока на транзисторах

При проектировании источника тока необходимо рассчитать следующие основные параметры:

• Величина тока через нагрузку
• Сопротивление эмиттерного резистора
• Ток базы транзистора
• Сопротивление базового резистора
• Мощность рассеяния на транзисторе

Для расчета используются следующие формулы:

• Ток через нагрузку: I = 0.7 В / R_э
• Сопротивление эмиттерного резистора: R_э = 0.7 В / I
• Ток базы: I_б = I / h_21э
• Сопротивление базового резистора: R_б = (U_пит — 0.7 В) / I_б

где I — требуемый ток, R_э — сопротивление эмиттерного резистора, h_21э — коэффициент усиления транзистора по току, U_пит — напряжение питания.

Применение источников тока на транзисторах

Источники тока на транзисторах широко применяются в различных областях электроники:

• Зарядные устройства для аккумуляторов
• Схемы питания светодиодов
• Измерительные приборы
• Аналоговые схемы обработки сигналов
• Лабораторные источники питания
• Схемы смещения в усилителях

Их использование позволяет обеспечить стабильный ток в широком диапазоне условий эксплуатации устройств.

Преимущества и недостатки источников тока на транзисторах

Основные достоинства источников тока на транзисторах:

• Простота схемы
• Низкая стоимость
• Высокая надежность
• Возможность работы в широком диапазоне напряжений

К недостаткам можно отнести:

• Зависимость параметров от температуры
• Ограниченная точность стабилизации тока
• Необходимость подбора компонентов

Для устранения этих недостатков применяют более сложные схемы с операционными усилителями и прецизионными источниками опорного напряжения.

Практические рекомендации по изготовлению источников тока

При разработке и изготовлении источников тока на транзисторах следует учитывать следующие рекомендации:

• Выбирать транзисторы с низким температурным дрейфом параметров
• Использовать резисторы с малым температурным коэффициентом сопротивления
• Обеспечивать хороший теплоотвод для силовых компонентов
• Применять экранирование для снижения влияния помех
• Проводить тщательную настройку и калибровку схемы

Соблюдение этих правил позволит создать надежный и стабильный источник тока для различных применений.

Искусство схемотехники, Т.1

Искусство схемотехники, Т.1

Хоровиц П., Хил л .У. Искусство схемотехники: В 3-х томах: Т.1. Пер. с англ. — 4-е изд., перераб. и доп.-М.: Мир, 1993. Широко известная читателю по предыдущим изданиям монография известных американских специалистов посвящена быстро развивающимся областям электроники. В ней приведены наиболее интересные технические решения, а также анализируются ошибки разработчиков аппаратуры: внимание читателя сосредоточивается на тонких аспектах проектирования и применения электронных схем. Для специалистов в области электроники, автоматики, вычислительной техники, а также студентов соответствующих специальностей вузов и техникумов. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ НАПРЯЖЕНИЕ, ТОК И СОПРОТИВЛЕНИЕ 1.01. Напряжение и ток 1.02. Взаимосвязь напряжения и тока: резисторы ПРИСТАВКИ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ КРАТНЫХ И ДОЛЬНЫХ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЗИСТОРЫ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЗИСТОРОВ ФИРМЫ ALLEN BRADLEY, (СЕРИЯ АВ, ТИП СВ) 1.03. Делители напряжения 1.04. Источники тока и напряжения 1.05. Теорема об эквивалентном преобразовании источников (генераторов) УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ 1.06. Динамическое сопротивление СИГНАЛЫ 1.07. Синусоидальные сигналы 1.08. Измерение амплитуды сигналов 1.09. Другие типы сигналов 1.10. Логические уровни 1.11. Источники сигналов КОНДЕНСАТОРЫ И ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1.12. Конденсаторы КОНДЕНСАТОРЫ 1.13. RС-цепи: изменения во времени напряжения и тока 1.14. Дифференцирующие цепи 1.15. Интегрирующие цепи ИНДУКТИВНОСТИ и ТРАНСФОРМАТОРЫ 1.16. Индуктивности 1.17. Трансформаторы ПОЛНОЕ И РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ 1. 18. Частотный анализ реактивных схем 1.19. RC-фильтры 1.20. Векторные диаграммы 1.21. «Полюсы» и наклон в пределах октавы 1.22. Резонансные схемы и активные фильтры 1.23. Другие примеры использования конденсаторов 1.24. Обобщенная теорема Тевенина об эквивалентном преобразовании (эквивалентном генераторе) ДИОДЫ И ДИОДНЫЕ СХЕМЫ 1.25. Диоды 1.26. Выпрямление 1.27. Фильтрация в источниках питания 1.28. Схемы выпрямителей для источников питания 1.29. Стабилизаторы напряжения 1.30. Примеры использования диодов 1.31. Индуктивные нагрузки и диодная защита ДРУГИЕ ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ 1.32. Электромеханические элементы 1.33. Индикаторы 1.34. Переменные компоненты ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 2. ТРАНЗИСТОРЫ 2.01. Первая модель транзистора: усилитель тока НЕКОТОРЫЕ ОСНОВНЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ СХЕМЫ 2.02. Транзисторный переключатель 2.03. Эмиттерный повторитель 2.04. Использование эмиттерных повторителей в качестве стабилизаторов напряжения 2. 05. Смещение в эмиттерном повторителе 2.06. Транзисторный источник тока 2.07. Усилитель с общим эмиттером 2.08. Схема расщепления фазы с единичным коэффициентом усиления 2.09. Крутизна МОДЕЛЬ ЭБЕРСА-МОЛЛА ДЛЯ ОСНОВНЫХ ТРАНЗИСТОРНЫХ СХЕМ 2.10. Улучшенная модель транзистора: усилитель с передаточной проводимостью (крутизной) 2.11. Еще раз об эмиттерном повторителе 2.13. Еще раз об усилителе с общим эмиттером 2.13. Смещение в усилителе с общим эмиттером 2.14. Токовые зеркала НЕКОТОРЫЕ ТИПЫ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ 2.15. Двухтактные выходные каскады 2.16. Составной транзистор (схема Дарлингтона) 2.17. Следящая связь 2.18. Дифференциальные усилители 2.19. Емкость и эффект Миллера 2.20. Полевые транзисторы НЕКОТОРЫЕ ТИПИЧНЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ СХЕМЫ 2.21. Стабилизированный источник напряжения 2.22. Терморегулятор 2.23. Простая логическая схема на транзисторах и диодах СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ 2.24. Удачные схемы 2. 25. Негодные схемы ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 3. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ 3.01. Характеристики полевых транзисторов 3.02. Типы ПТ 3.03. Общая классификация ПТ 3.04. Выходные характеристики ПТ 3.05. Производственный разброс характеристик ПТ ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ НА ПТ 3.06. Источники тока на ПТ с р-n-переходом 3.07. Усилители на ПТ 3.08. Истоковые повторители 3.09. Ток затвора ПТ 3.10. ПТ в качестве переменных резисторов КЛЮЧИ НА ПТ 3.11. Аналоговые ключи на ПТ 3.12. Недостатки ПТ-ключей 3.13. Несколько схем на ПТ-ключах 3.14. Логические и мощные ключи на МОП-транзисторах 3.15. Необходимые предосторожности в обращении с МОП-транзисторами СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ ГЛАВА 4. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ И ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ 4.01. Предварительные сведения об обратной связи 4.02. Операционные усилители 4.03. Важнейшие правила ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ 4.04. Инвертирующий усилитель 4. 05. Неинвертирующий усилитель 4.06. Повторитель 4.07. Источники тока 4.08. Основные предостережения по работе с ОУ КАЛЕЙДОСКОП СХЕМ НА ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЯХ 4.09. Линейные схемы 4.10. Нелинейные схемы ПОДРОБНЫЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ 4.11. Отличие характеристик идеального ОУ от реального 4.12. Эффекты ограничений ОУ на работу схем на их основе 4.13. Микромощные и программируемые ОУ ПОДРОБНЫЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ НЕКОТОРЫХ СХЕМ НА ОУ 4.14. Логарифмический усилитель 4.15. Активный пиковый детектор 4.16. Выборка-запоминание ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ 4.17. Активный ограничитель 4.18. Схема выделения модуля абсолютного значения сигнала 4.19. Интеграторы 4.20. Дифференциаторы РАБОТА ОУ С ОДНИМ ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ 4.21. Смещение усилителей переменного тока, использующих один источник питания. 4.22. Операционные усилители с одним источником питания. КОМПАРАТОРЫ И ТРИГГЕР ШМИТТА 4.23. Компараторы 4. 24. Триггер Шмитта ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ И УСИЛИТЕЛИ С КОНЕЧНЫМ УСИЛЕНИЕМ 4.25. Уравнение для коэффициента усиления 4.26. Влияние обратной связи на работу усилителей 4.27. Два примера транзисторных усилителей с обратной связью НЕКОТОРЫЕ ТИПИЧНЫЕ СХЕМЫ С ОПЕРАЦИОННЫМИ УСИЛИТЕЛЯМИ 4.28. Лабораторный усилитель общего назначения 4.29. Генератор, управляемый напряжением 4.30. Линейный переключатель на полевом транзисторе с p-n-переходом, с компенсацией. 4.31. Детектор нуля для ТТЛ-схем 4.32. Схема измерения тока в нагрузке ЧАСТОТНАЯ КОРРЕКЦИЯ УСИЛИТЕЛЕЙ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ 4.33. Зависимость коэффициента усиления и фазового сдвига от частоты 4.34. Методы коррекции усилителей 4.35. Частотная характеристика цепи обратной связи СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ 4.36. Некоторые полезные идеи ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 5. АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ 5.01. Частотная характеристика RC-фильтров 5.02. Идеальный рабочий режим LC-фильтров 5. 03. Введение в активные фильтры: обзор 5.04. Критерии режима работы фильтра Ки 5.05. Типы фильтров СХЕМЫ АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ 5.06. Схемы на ИНУН 5.07. Проектирование фильтров на ИНУН с использованием наших упрощенных таблиц 5.08. Фильтры, построенные на основе метода переменных состояния 5.09. Двойной Т-образный фильтр-пробка 5.10. Построение фильтров на гираторах 5.11. Фильтры на переключаемых конденсаторах ГЕНЕРАТОРЫ 5.13. Релаксационные генераторы 5.14. Классическая ИС таймера-555 5.15. Генераторы, управляемые напряжением 5.16. Квадратные генераторы 5.17. Мостовые генераторы Вина и L С-генераторы 5.18. LС-генераторы 5.19. Генераторы с кварцевыми резонаторами СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 6. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ БАЗОВЫЕ СХЕМЫ СТАБИЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ КЛАССИЧЕСКОЙ ИМС 723 6.01. ИМС стабилизатора 723 6.02. Стабилизатор положительного напряжения 6. 03. Стабилизаторы с большими выходными токами ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛООТВОДА МОЩНЫХ СХЕМ 6.04. Мощные транзисторы и отвод тепла 6.05. Ограничители тока с обратным наклоном характеристики 6.06. Защита от больших напряжений 6.07. Специальные вопросы проектирования сильноточных источников питания 6.08. Программируемые источники питания 6.09. Пример схемы источника питания 6.10. Другие ИМС стабилизатора НЕСТАБИЛИЗИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 6.11. Компоненты линии переменного тока 6.12. Трансформаторы 6.13 Элементы схемы, работающие на постоянном токе ИСТОЧНИКИ ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ 6.14. Стабилитроны 6.15. Источник опорного напряжения на стабилитроне ТРЕХВЫВОДНЫЕ И ЧЕТЫРЕХВЫВОДНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ 6.16. Трехвыводные стабилизаторы 6.17. Трехвыводные регулируемые стабилизаторы 6.18. Дополнительные замечания относительно трехвыводных стабилизаторов 6.19. Импульсные стабилизаторы и преобразователи постоянного тока ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ 6. 20. Высоковольтные стабилизаторы 6.21. Источники питания с малым уровнем помех и малым дрейфом 6.22. Микромощные стабилизаторы 6.23. Преобразователи напряжения с переключаемыми конденсаторами (зарядовый насос) 6.24. Источники стабилизированного постоянного тока 6.25. Коммерческие модули источников питания СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ

Источник тока на ОУ и транзисторе

Предлагаем очень несложную конструкцию аналогового генератора постоянного тока общего назначения, с использованием легко доступных компонентов. Это действительно простая схема, которую легко собрать, и она очень полезна, особенно если вы хотите провести эксперименты с мощными светодиодами и так далее. Вот полная схема аналогового генератора постоянного тока. Схемотехника и теория работы просты и понятны.

Схема аналогового источника постоянного тока

Поскольку это источник постоянного тока, то есть своеобразная электронная нагрузка, он адаптирован для работы со слаботочным независимым блоком питания 12 В. Силовая часть схемы – это доступный мощный полевой МОП-транзистор IRF3205, рассматриваемый как переменный резистор. Обратите внимание, что силовой полевой транзистор можно также использовать в линейном (а не переключающем) режиме, и тогда он обычно рассматривается как переменный резистор.

Следующим ключевым элементом в этой схеме является трехконтактный программируемый диод шунтирующего стабилизатора TL431A. Также есть микросхема маломощного двойного операционного усилителя – LM358.

Принцип работы источника тока на ОУ

Принцип работы аналогового источника тока: когда нагрузка постоянного тока находится под напряжением, на силовом резисторе 1 Ом (R4) создается небольшое напряжение, которое подается на инвертирующий вход (контакт 2) IC1. Это положительное напряжение инвертируется IC1, уменьшая напряжение на выходе (вывод 1), что дополнительно снижает напряжение на R4 через T1. Это стабилизирует выходное напряжение до значения, которое окажется на его неинвертирующем входе (вывод 3). Любое изменение тока через R4 вызывает изменение напряжения на выводе 2, которое точно компенсируется отрицательной обратной связью. В результате через силовой резистор и подключенную нагрузку протекает постоянный ток.

Опорное напряжение составляет около 2,5 В, использовалась TL431A (VR1) в качестве источника опорного напряжения, потому что микросхема была под рукой. Также можно попробовать другие, более дешевые идеи создания постоянного опорного напряжения. Потенциометр 10K (TM1) предназначен для точной настройки тока, и, следовательно, 10-оборотный точный многооборотный подстроечный резистор был бы лучше, чем обычный, который использовался в данном случае.

Обратите внимание, что когда через R4 протекает ток 1 А, на нём будет 1 В. И максимальное опорное напряжение, которое может видеть IC1, будет около 1,2 В. Опорное напряжение 2,5 В дополнительно уменьшено цепью резисторов R2 – TM1 примерно до 1,2 В.

Далее была сделана быстрая тестовая версия на макетной плате. Стоит обратить внимание на то, что эту схему довольно легко заставить возбуждаться, а это нежелательно и может затруднить точную регулировку тока нагрузки. Более того, силовой резистор 1 Ом должен рассеивать довольно много энергии, да и силовой полевой транзистор должен использоваться с подходящим радиатором.

Испытания собранного устройства

Сначала тестировался прототип с белым светодиодом 12 В / 10 Вт, и подключенный осциллограф показывает, что нет никаких лишних колебаний. А затем тестировался до 12 А, используя старый резистор 0,1 Ом / 20 Вт вместо резистора по схеме 1 Ом / 5 Вт. Конечно также поменян радиатор на более мощный. По паспортным данным транзистор IRF3205 может выдерживать ток 100 А, но при достаточном охлаждении.

Теперь о нескольких вещах, которые необходимо учесть при сборке. Во-первых, для схемы генератора постоянного тока следует использовать отдельный источник питания 12 В. Затем, если решите использовать другой операционный усилитель, то выберите ОУ с питанием от шины к сети, поскольку он будет лучше, чем операционный усилитель LM358, который использовался тут. Кроме того, важно уделять внимание номинальным характеристикам компонентов в цепи силовой электроники. Неправильный выбор может привести к серьезным бедствиям, таким как перегрев.

Если что, можете заменить опорное напряжение аналоговым (или широтно-импульсным сигналом с цифровым управлением). Это более условно и легче для понимания, поэтому я не буду сейчас вдаваться в подробности. В таких случаях неиспользуемый второй операционный усилитель будет выступать в качестве буфера с единичным усилением – повторитель напряжения. Входное сопротивление буфера операционного усилителя очень высокое, а выходное очень низкое. Такое включение помогает решить проблемы согласования сопротивлений. Такое включение помогает решить проблемы согласования сопротивлений.

Практические схемы токовых нагрузок

На базе операционного усилителя и полевого транзистора и делают большинство схем источников тока или токовых нагрузок. Практические примеры конструкций смотрите далее.

• ДИНАМИЧЕСКАЯ ТОКОВАЯ НАГРУЗКА
• ЭЛЕКТРОННАЯ НАГРУЗКА С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА
• РЕГУЛИРУЕМАЯ НАГРУЗКА ПОСТОЯННОГО ТОКА
• ИСКУССТВЕННАЯ НАГРУЗКА С РЕГУЛИРУЕМЫМ ТОКОМ
• АКТИВНАЯ НАГРУЗКА С ИЗМЕРЕНИЕМ ЕМКОСТИ АККУМУЛЯТОРА
• ЭЛЕКТРОННАЯ НАГРУЗКА НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ ДО 1000 ВТ

 

Линейный 2-транзисторный источник тока и сток

Описание

Простой 2-транзисторный линейный источник тока на PNP-транзисторах и приемник тока на NPN-транзисторах. Прямое падение напряжения база-эмиттер (Vbe) биполярного транзистора (bjt) пропорционально логарифму тока базы и быстро возрастает примерно до 0,55–0,7 В для токов базы свыше нескольких сотен нА. Таким образом, для большинства целей Vbe биполярного транзистора при проведении тока коллектора можно приблизить к постоянному значению 0,6 В. Поэтому можно считать, что Vbe Q1 (Q3) ограничивает напряжение на Riset до 0,6 вольт. Следовательно, ток через Riset определяется как: I_Riset = 0,6 В/Riset Поскольку ток базы Q1 (Q3) пренебрежимо мал по сравнению с током через Riset, а ток базы Q2 (Q4) мал по сравнению с током коллектора, ток коллектора Q2 (Q4), Iconst, можно дополнительно приблизить к быть равным току через Riset, т.е. Iconst = I_Riset. Если ток коллектора попытается увеличиться, то напряжение на Riset увеличится, поэтому Q1 (Q3) будет проводить больше и подтянет базу Q2 вверх (Q4 вниз), поэтому Q2 (Q4) еще больше отключится и снова уменьшит ток коллектора. Следовательно, в цепи имеется отрицательная обратная связь для стабилизации Iconst по отношению к напряжению питания и коллектор-эмиттер транзистора Q2 (Q4). Другими словами, ток коллектора Q2 (Q4) постоянен. На практике ток несколько варьируется от одной пары устройств к другой из-за допусков в коэффициенте усиления по току и Vbe по сравнению с базовым током в устройствах, а также из-за температуры Q1 (Q3) из-за температурной чувствительности bjt Vbe примерно — 2 мВ/градус Цельсия. Чтобы узнать, как создать прецизионный источник тока, см.: https://easyeda.com/andyfierman/High_side_4mA_20mA_current_source-Va86G2oXV В этой версии ток коллектора почти точно определяется напряжением на резисторе R2. Заменив PNP bjt на NPN и вернув R2 на землю вместо положительной шины питания, источник тока 0–20 мА можно превратить в приемник тока.

Дизайн чертежа

схематическая диаграмма

（ 1 / ）

печатная плата

（ 1 / ）

Пустой

ID	Имя	Обозначение	След	Количество
1	2N3904	Q1	НЕТ	1
2	1к	Р1,Р2	ОСЕВОЙ-0,3	2
3	{0,6 В/Значок1}	ПОДЪЕМ1	ОСЕВОЙ-0,3	1
4	{0,6 В/Значок2}	ПОДЪЕМ2	ОСЕВОЙ-0,3	1
5	СИН(15 12 50)	В1	HDR1X2	1
6	Амперметр	AICONST1, AICONST2	НЕТ	2
7	БД139_ОН	Q2	ТО-225	1
8	БК557К	Q3	BC557	1
9	БД140_ОН	4 квартал	ТО-225	1

Развернуть

Приложения к проекту

Участники проекта

0

0

Собрать в альбом

Идет загрузка. ..

Добавить этот проект в альбом?

Разветвленный проект будет установлен как частный в личном рабочем пространстве. Вы продолжаете?

Отправить сообщение andyfierman

• Складывать

• 我要咨询

  我要咨询

  800821856

服务时间

周一至周五 9:00~18:00

• 0755 — 2382 4495
• 153 6159 2675

服务时间

周一至周五 9:00~18:00

• 立创EDA微信号

  easyeda

• QQ交流群

  664186054

• 立创EDA公众号

  lceda-cn

Цепь постоянного тока на транзисторах

Вот схема постоянного тока на транзисторах. Потому что аккумулятор Ni-HM следует заряжать только постоянным током. Нашим друзьям это нужно. Кроме того, я и моя дочь заинтересованы в изучении/опробовании этой схемы.

Обычно ток всегда изменяется в зависимости от уровня напряжения. Представьте себе светодиодный дисплей, при более высоком напряжении он также получает более высокий ток. Конечно, он может быть поврежден.

Сначала узнайте: транзисторная схема

Для батареи, когда она разрядится. Его внутреннее напряжение и сопротивление очень низкие. Во время зарядки ток очень большой. Это вызвано очень высокой температурой, что совсем не является хорошим результатом.

Лучше бы заряжал постоянным током? Ток, протекающий через него, мал и постоянен. Он не нагревается, поэтому его можно перезаряжать много раз.

Базовая схема постоянного тока Обучение

Экспериментальная базовая схема

Почему ток постоянный?

См. Поточный ток

Существует множество типов схем генераторов постоянного тока. На этот раз мы решили изучить транзисторную схему. Это дешево и просто. Конечно, мы должны начать с простого. Посмотрите ниже.

Мы верим, что проблемы лучше всего учатся. От; Как легко использовать светодиоды. Но светодиод излучает неравномерно при использовании с источником более высокого напряжения.

Светодиоду нужен постоянный ток. По напряжению он подтянется сам, как требуется. Когда мы сохраняем ток постоянным. Он будет тянуть напряжение почти постоянное. Конечно, свет также более стабилен. Верна ли эта природа светодиода?

Давайте узнаем.

Базовая схема эксперимента

Мы пытаемся поставить условие, чтобы снова использовать 3-мм красный светодиод и источник напряжения от 5В до 12В. Из базовой схемы, приведенной выше, давайте выберем список деталей.

1. Q1: Когда мы используем светодиод диаметром 3 мм, уровень напряжения такой же. Мы можем использовать любой небольшой транзистор NPN, например. BC547, BC337, 2SC1815, 9013, 2N2222 и т. д. Мы используем 2N3904 . Примечание: будьте осторожны с разными положениями ног.
2. R2: Ток смещения (I _B ) резистора к транзистору. Мы используем 4.7K из-за низкого lC.
3. D1, D2: Мы используем 1N4148 , эта схема требует слабого тока.
4. R1: Это самое важное, потому что определяет постоянный ток нагрузки (светодиод).
   

Мы можем легко рассчитать его значение:
R = 0,7 В ÷ I
Мы знаем I, постоянный ток, I _LED . Самый низкий ток светодиода составляет около 3 мА (0,003 А).

Итак, R1 = 0,7 В ÷ 0,003 А = 233 Ом. Но мы используем резистор 220 Ом .

Или см. Список покупок:

0,25 Вт Резисторы, допуск: 5%

• R2: 4,7K, Количество: 1
• R1: 220 Ом: 1

SEMICONDUCLORS 3

SEMICONDUCLORS 3

SEMICONDUCLORS 3

SEMICONDUCLORS 3

. Транзистор ТО-92; Количество: 1

LED1: красный светодиод 3 мм; Количество: 1

D1: 1N4148, диоды 75 В 150 мА; Количество: 2

Затем посмотрите на электрическую схему ниже. Даже, меньше единиц оборудования. Но это может показаться запутанным для начинающих.

Соберите эту схему на макетной плате и сравните результаты при изменении входного напряжения от 5 до 12 В. Обратите внимание на светодиод, он постоянно горит. Большой!

Если вам все еще непонятно, попробуйте прочитать это: Электроника для начинающих

Измерьте ток светодиода. Он постоянен на уровне 2 мА во всех диапазонах напряжения. Измерение напряжения светодиода также составляет 1,9 В. См. иллюстрацию ниже.

Примечание: Измеритель немного менее точен, чем расчетная формула.

Почему ток постоянный?

Переходя к сложному, у меня возник большой вопрос: как простым языком объяснить работу схемы? пока дочь не поймет. Этот контент может не подойти людям, которым нравятся сложные принципы.

Вот некоторые факты, которые вы должны понять сами.

Когда напряжение и сопротивление постоянны, ток обязательно постоянен. Это может сбивать с толку. Посмотрите еще раз на схему.

См. текущий ток Ток протекает через точки основной цепи.

• № 1: небольшой ток течет через R2, D1 и D2 к GND.
• №2: при этом некоторые токи текут через R2 к контактам B и E транзистора, а также через R1 к GND. Это ток смещения транзистора. Мы называем это ИБ. Итак, Q1 проводит. И,
• № 3: Прохождение большого тока через светодиод к контакту C и E транзистора, а также R1 к GND. Таким образом, светодиод светится.

Мы увидим, что: I _C транзистора = I _LED , а IE — IR1. Из принципа: IE = IC x IB, а потому, что IB очень мал. Мы можем игнорировать его, так как IE = IC (почти то же самое). В итоге I _LED = I _R1 .

Мы собираемся связать это, чтобы узнать.

Напряжение в разных точках

Более того. Измерьте напряжение в различных точках.

1. В _D —D1, D2

Постоянное падение напряжения на обоих диодах составляет примерно 1,4 В. Каждый диод имеет падение напряжения около 0,7В. Пока Вин от 5В до 12В в диапазоне. Почему?

Принцип таков: когда через диоды протекает небольшой прямой ток. Он будет проводить, когда прямое напряжение достигнет определенной пороговой точки. Для кремниевого диода это 0,6-0,7В.
Он будет поддерживать уровень напряжения, пока он все еще проводит ток.

2. V _BE и V _R1

Посмотрите на приведенную выше схему. Оба диода D1-D2 подключены между B-E транзистора и R1. Конечно, они также вынуждены поддерживать постоянное напряжение, 1,4 В. Затем

• Внутренняя структура транзистора между выводами B-E аналогична диоду. Итак, напряжение на B-E равно 0,7 В.
• Таким образом, напряжение на резисторе R1 равно 0,7 В (также постоянное). Таким образом, мы можем легко вычислить приведенную выше формулу.

  R1 = 0,7 В ÷ I _{Светодиод}

В заключение, когда VR1 фиксируется на 0,7 В. Итак, ILED (нагрузка) тоже стабильна, что соответствует нашей цели.

Создание схемы зарядного устройства Ni-MH аккумуляторов

Мы достаточно узнали о схеме постоянного тока с использованием транзисторов. Сделаем схему зарядного устройства для Ni-MH аккумуляторов. В настоящее время емкость Ni-MH аккумуляторов превышает 1500 мА или 1900 мА, высокая эффективность.

Далее посмотрим, как правильно выбрать устройства.

• Нам следует зарядный ток—I _{Зарядка} около 0,1C или емкость аккумулятора x 0,1 = 1900 мА x 0,1 = 190 мА. Мы установили его около 170 мА.
• Конечно, маленькому транзистору это не под силу. Нам нужно использовать больший.
• Появляется, если батарея светодиодного дисплея заряжается.
• Простая схема.

Посмотрите на электрическую схему ниже.

• Замените D1 и D2 на светодиод. Кроме того, он может поддерживать стабильное напряжение. Кроме того, это указывает на подключение батареи.
• Установите еще один силовой транзистор — Q2-2N3055, чтобы обеспечить выходной ток 170 мА. Кроме того, мы поместили транзисторы Q1 и Q2 в форму пары Дарлингтона, чтобы получить высокий коэффициент усиления для управления нагрузкой.
  Примечание. Вы можете использовать TIP41, MJE3055 и другие. Их меньше единицы, на ТО-220. Но я люблю 2N3055, он более прочный и имеет высокие характеристики.
• Рассчитайте значение R1 = 0,8 В/ICзарядка = 0,8 В/0,17 А = 4,7 Ом. И мощность = V x I = 0,8 В x 0,17 А = 0,13 Вт, или используйте резистор 0,25 Вт.
• Используйте светодиод LED1 в качестве зеленого светодиода диаметром 5 мм. Он будет поддерживать напряжение около 2,1 В и также будет стабильным.

Затем соберите эту схему на макетной плате. Измерьте напряжение в разных точках. Посмотрите на схему ниже.

Нам нужны 3 точки для измерения напряжения.

1. Измерьте напряжение на светодиоде 1, оно должно быть около 2,1 В. Это будет поддерживать работу цепи и ее стабильность.
2. Точка 2 около 1,4 В, результат от проводов Q1 и Q2.
3. Напряжение R1 должно быть около 0,8 В. Выходной ток будет постоянным для батареи (нагрузки).

Мы попытались зарядить одну батарею AA Ni-MH. См. рисунок ниже.

Затем измерьте ток около 0,170 А. Тем временем во время зарядки мы измеряем падение напряжения на аккумуляторе как 1,4 В. Не более указанного значения 1,5В. Затем мы попытались зарядить его в течение 16 часов. Батарея в норме, не более 40 градусов Цельсия.

Примечание: При работе цепи температура Q2 повышается. Поэтому следует установить на радиатор. а при зарядке только одного аккумулятора можно попробовать снизить Vin до 5В. Q2 имеет более низкую температуру. Несомненно, Вин должен регулироваться блоком питания.