Автор: Всем привет. В этой статье рассмотрим как избежать перегрев транзистора в регуляторах напряжения, при больших разницах входного и выходного напряжения.
Транзисторные регуляторы часто сталкиваются с проблемой высокой мощности, которую они рассеивают, особенно когда выходное напряжение гораздо ниже входного. Каждый раз, когда на выход подается большой ток при низком напряжении (например, TTL-сигналы), критически важно использовать вентилятор для улучшения охлаждения радиатора.
Как предотвратить перегрев транзистора при значительных различиях между входными и выходными сигналами
Представьте ситуацию, когда блок питания должен выдавать ток от 5 ампер при напряжении от 5 до 50 вольт. В таких случаях может использоваться нерегулируемый источник питания с напряжением 60 вольт. Если такое устройство должно подавать весь номинальный ток в цепи TTL, транзистор вынужден будет рассеивать около 275 ватт, что приводит к необходимости серьезного охлаждения.
Если максимально допустимое падение напряжения на регулирующем транзисторе удастся ограничить до 5,5 вольт, независимо от требуемого выходного напряжения, мощность, которую транзистор будет рассеивает, можно существенно снизить — до 10% от первоначальной величины.
Это можно добиться применением трех полупроводниковых элементов и нескольких резисторов.
Как работает схема
Рассмотрим как работает схема:
Тиристор SCR способен проводить ток через резистор R1. Однако, как только напряжение на транзисторе VT1, который является последовательным регулятором, превышает 5,5 Вольт, начинается процесс активации транзистора VT2. Это приводит к тому, что тиристор “открывается” при следующем прохождении через ноль выходного сигнала мостового выпрямителя.
Эта последовательная работа контролирует заряд, который поступает на фильтрующий конденсатор C1, обеспечивая, чтобы нерегулируемое питание оставалось на уровне 5,5 Вольт выше регулируемого выходного напряжения.
Необходимое значение сопротивления резистора R1 можно вычислить по формуле:
R1 = 1,4 x Vsec – (Vmin + 5) / 50 (результат будет выражен в к Ом)
где Vsec обозначает вторичное среднеквадратичное напряжение трансформатора, а Vmin – минимальное значение регулируемой мощности.
Кроме того, тиристор должен быть способен выдерживать пиковые пульсации тока, а его рабочее напряжение должно быть не менее 1,5 раз максимального значения Vsec. Транзистор последовательного регулятора, в свою очередь, должен быть рассчитан на максимальный выходной ток Imax и установлен на радиатор, чтобы он мог рассеивать мощность, равную 5,5 х Iсек Вт.
Я рассмотрел одну схему, которая поможет избежать перегрев транзистора. Пишите ваши комментарии, так же читайте другие статьи на моем сайте. До встреч в новых статьях.
