Stablizator napięcia - problem.

[Romekd]

Cześć,
Ja w kwestii formalnej. Dlaczego używa się nazwy stabilizator dla tego układu ?
Jest to tylko regulator napięcia wyjściowego z błędami na schemacie.

To jednak jest stabilizator napięcia, choć niezbyt precyzyjny i nieposiadający ogranicznika prądu, przez co jest on wrażliwy na przeciążenia (przetężenia). Stabilizuje jednak napięcie wyjściowe, choć w dość oryginalny sposób. Tranzystor Q1 jest źródłem prądu o wartości ok. 1 mA, który wywołuje mniej więcej stały spadek napięcia na kilku połączonych ze sobą rezystorach (w tym jednym regulowanym), włączonych w obwód kolektora. Dwie połączone diody Zenera zostały wybrane z napięć, dla których ten element ma niemal zerowy współczynnik temperaturowy i niską rezystancję dynamiczną. Co prawda ze wzrostem prądu płynącego przez diody Zenera (przy wzroście napięcia w sieci 230 V) ich napięcie też będzie się minimalnie podnosiło, a ze wzrostem temperatury tranzystora Q1 jego napięcie baza-emiter będzie się obniżało (oba te czynniki będą wpływały na niewielki wzrost napięcia wyjściowego), ale zmiany te można uznać za stosunkowo niewielkie, więc układ może być uznany za stabilizator napięcia wyjściowego i w miarę bezpieczny, gdy wykorzystywany jest do zasilania lamp elektronowych, w których pełne zwarcia zdarzają się niezwykle rzadko.

Pozdrawiam
Romek

[emisja01]

Tranzystor Q1 jest źródłem prądu o wartości ok. 1 mA, który wywołuje mniej więcej stały spadek napięcia na kilku połączonych ze sobą rezystorach (w tym jednym regulowanym), włączonych w obwód kolektora.

To fakt. Stosuje się takie źródło dla diod zenera w miejsce tych rezystorów, co ma gwarantować stabilny (niezależny od wahań napięcia wejściowego np. podczas włączania zasilania) przepływ prądu przez te diody.

Usunięto błędny schemat - T.S.

[Romekd]

To fakt. Stosuje się takie źródło dla diod zenera w miejsce tych rezystorów, co ma gwarantować stabilny (niezależny od wahań napięcia wejściowego np. podczas włączania zasilania) przepływ prądu przez te diody.

To nic nie daje, gdyż diody Zenera na wyższe napięcie mają dużą rezystancję wewnętrzną i bardzo wysoki dodatni współczynnik temperaturowy tego napięcia. Po włączeniu jeden z moich warsztatowych zasilaczy, w którym w roli źródła napięcia referencyjnego wykorzystałem pięć diod Zenera 100 V/1,3 W, zasilanych z precyzyjnego źródła prądu 1 mA, początkowo zapewnia na wyjściu niecałe 490 V, a po kwadransie już 515 V (i takie napięcie już pozostaje na kolejne godziny pracy zasilacza, chyba że zmienia się temperatura powietrza w pomieszczeniu, bo wtedy wahania maksymalnego napięcia wyjściowego dochodzą do ±2 V). Czy takie napięcie można uznać za stabilne? Myślę, że po zastąpieniu tych pięciu diod Zenra zwykłym rezystorem, napięcie wyjściowe byłoby bardziej dokładne...

Pozdrawiam
Romek

[emisja01]

Po włączeniu jeden z moich warsztatowych zasilaczy, w którym w roli źródła napięcia referencyjnego wykorzystałem pięć diod Zenera 100 V/1,3 W

Ja stosowałem z powodzeniem takie zasilacze jednak z trochę większym prądem diod.
1 mA prądu dla tych diod zenera powinien być wystarczający (dane katalogowe) natomiast fachowcy z EP zalecają prąd aż 4 mA dla poprawnego działania. Nie potrafiłem tego sprawdzić ale podobno te diody w zasilaczu szumią.

[Romekd]

Wszystkie diody Zenera szumią i czasem są nawet w tym celu wykorzystywane. Oczywiście te wysokonapięciowe szumią najbardziej, co opisałem w wątku z linku poniżej:

https://www.forum-trioda.pl/viewtopic.p ... oda+Zenera

Pozdrawiam
Romek

[emisja01]

w tego typu układzie przy normalnej pracy napięcie bramka-źródło powinno wynosić około 4 V.

Zgadza się. Uważam że, na schemacie dioda D5 daje spadek napięcia ok. 0,7V co skutkuje nie zadziałaniem tranzystora (przynajmniej w tym przypadku).

[emisja01]

Kiedy stabilizator pracuje bez obciążenia, to napięcie na wyjściu reguluje się płynnie.
Problem zaczyna się, gdy do wyjścia podłączę żarówkę 230V 40W. Napięcie na wyjściu spada niemalże do 0V, podczas gdy napięcie na bramce Q2 (ustawione potencjometrem P1) wynosi tyle, ile ustawiono (np 140V).

To oznacza prawidłową pracę tranzystora Q1 i dzielnika napięcia. Dioda D5 ze spadkiem napięcia ok. 0,7V pomiędzy bramką a źródłem G-S umożliwia jedynie przepływ prądu znikomej wartości i dlatego napięcie na obciążeniu "siada".

Pozwalam sobie na taki wniosek nie wiem czy słuszny dlatego proszę o korektę.

[Einherjer]

A teraz popatrz w jakim kierunku jest włączona ta dioda.

[emisja01]

autor: Einherjer » ndz, 20 lutego 2022, 20:21

A teraz popatrz w jakim kierunku jest włączona ta dioda.

i co widzisz ?

[Radiowiec]

Dziękuję Kolegom za wszystkie wpisy.
W najbliższych dniach postaram się wstawić mocniejszy tranzystor.
Apropos napięcia 140V, to zmodyfikowałem dzielnik rezystancyjny aby uzyskać interesujące mnie napięcia, na co nie zwróciłem wcześniej Państwa uwagi.
Pozdrowienia.

[Romekd]

Czołem.

Dziękuję Kolegom za wszystkie wpisy.
W najbliższych dniach postaram się wstawić mocniejszy tranzystor.
Apropos napięcia 140V, to zmodyfikowałem dzielnik rezystancyjny aby uzyskać interesujące mnie napięcia, na co nie zwróciłem wcześniej Państwa uwagi.
Pozdrowienia.

Co do modyfikacji dzielnika rezystorowego, to trzeba uważać by nie zmniejszyć nadmiernie jego wartości, gdyż spowoduje to wzrost spadku napięcia Uce na tranzystorze źródła prądowego i podniesie moc w nim traconą, a to może odbić się niekorzystnie na stabilności napięcia wyjściowego tego stabilizatora. MPSA92 ma dopuszczalne napięcie kolektor-emiter równe 300 V, który w razie potrzeby można zmienić np. na KSP94BU, w którym to napięcie wynosi 400 V.

Pozdrawiam
Romek

[Radiowiec]

Dziękuję, to akurat miałem na uwadze
Pozdrowienia.

[Romekd]

Tranzystor Q1 jest źródłem prądu o wartości ok. 1 mA, który wywołuje mniej więcej stały spadek napięcia na kilku połączonych ze sobą rezystorach (w tym jednym regulowanym), włączonych w obwód kolektora.

To fakt. Stosuje się takie źródło dla diod zenera w miejsce tych rezystorów, co ma gwarantować stabilny (niezależny od wahań napięcia wejściowego np. podczas włączania zasilania) przepływ prądu przez te diody.

Przedstawiony w poście schemat zawiera błąd - zamienione miejscami wyprowadzenia kolektora i emitera tranzystora Q1. Gdyby ktoś w ten sposób go podłączył, układ po włączeniu uległby natychmiastowemu uszkodzeniu...

Pozdrawiam
Romek

[emisja01]

Przedstawiony w poście schemat zawiera błąd - zamienione miejscami wyprowadzenia kolektora i emitera tranzystora Q1

OK. To "czeski błąd". To nie mój projekt tylko przykład. Nie zmienia to jednak sensu i celu zastosowania tegoż tranzystora.

autor: Einherjer » ndz, 20 lutego 2022, 20:21
A teraz popatrz w jakim kierunku jest włączona ta dioda.

Ta dioda D5 to w jakim celu jest podłączona ? Mi ona nie pasuje w tym miejscu i o tym napisałem. Pomimo tego nikt dotychczas nie potrafił wyjaśnić jej zastosowania w układzie.
Zapraszam.

[Romekd]

Czołem.

OK. To "czeski błąd". To nie mój projekt tylko przykład. Nie zmienia to jednak sensu i celu zastosowania tegoż tranzystora.

Przez takie "czeskie błędy", publikowane publicznie, wielu początkujących elektroników pali później tranzystory, nie wiedząc co jest tego przyczyną. Przed zamieszczeniem schematu powinno się dokładnie sprawdzić, czy nie zawiera on właśnie takiego "czeskiego błędu"...

autor: Einherjer » ndz, 20 lutego 2022, 20:21
A teraz popatrz w jakim kierunku jest włączona ta dioda.

Ta dioda D5 to w jakim celu jest podłączona ? Mi ona nie pasuje w tym miejscu i o tym napisałem. Pomimo tego nikt dotychczas nie potrafił wyjaśnić jej zastosowania w układzie.
Zapraszam.

Rola tej diody jest oczywista. Zabezpiecza ona mosfeta przed uszkodzeniem w przypadku zwarcia w układzie wejścia z wyjściem. Ktoś może wykorzystywać w swoim projekcie oba napięcia - stabilizowane i to wyższe, bez stabilizacji. Bez diody D5 w razie zwarcia między tymi napięciami mosfet się w pierwszym momencie wyłączy (napięcie na źródle stanie się wyższe od napięcia na bramce), a następnie uszkodzi, jeśli napięcie na źródle względem bramki przekroczy napięcie dopuszczalne dla danego typu tranzystora. To dopuszczalne napięcie bramka-źródło może wynosić 20...45 V, choć w niedawno opracowanych bardzo szybkich mosfetach nie może przekroczyć 6 V. Co prawda układ z diodą D5 może wytrzymać zwarcie wejścia z wyjściem, to jednak nie jest zabezpieczony przed krótkotrwałym przeciążeniem, np. występującym po podłączeniu do wyjścia stabilizatora "zimnej" żarówki...

Jednak można i takie zabezpieczenie zrobić, dodając dwa rezystory i diodę Zenera, jak na schemacie poniżej (sama dioda Zenera bez rezystorów raczej nie zabezpieczy tranzystora przed krótkotrwałym przeciążeniem, chyba że jej napięcie stabilizacji zostanie bardzo dokładnie dobrane, choć i to nie da stuprocentowej pewności...).

Pozdrawiam
Romek