Bạn đã có một nguồn cung cấp DC không được kiểm soát. Như bạn nói, được xây dựng từ một cây cầu và một số tụ điện. Rõ ràng, bạn cũng có một trung tâm trên máy biến áp thứ cấp của bạn, quá. Vì vậy, bạn cũng có mặt bằng và được đo bằng đồng hồ của bạn cho hai đường ray khác. Tôi sẽ cho rằng cái này có thể không được tải, vì vậy bạn có thể sẽ có ít hơn cái đó khi được tải. Mọi người đoán được ít hơn bao nhiêu, vì nó phụ thuộc rất nhiều vào tải, thiết kế hình xuyến, tụ điện và các yếu tố khác. Nhưng ít hơn, chắc chắn.± 53 V
Tôi tập hợp bạn đang cố gắng tìm hiểu về cách thiết kế nguồn cung cấp của riêng bạn để sử dụng với opamp. Vì vậy, bạn không nhất thiết chỉ muốn mua một nguồn cung cấp tốt (chúng rẻ, ngày nay.) Và vì đây là về học tập, nó sẽ là một thiết kế tuyến tính chứ không phải là một bộ chuyển đổi. Vì vậy, nguồn cung cấp năng lượng của bạn nói chung sẽ không hiệu quả, tiết kiệm điện. Nhưng bạn ổn với điều đó.± 15 V
Có lẽ tôi đang chiếu, nhưng tôi nghĩ rằng đây là một ý tưởng tốt để bắt đầu. Nó đủ khiêm tốn để bạn có mọi lý do để thành công. Nhưng cũng đủ để tìm hiểu về điều đó cũng đáng để đấu tranh. Tôi nghĩ rằng kinh nghiệm học tập đầu tiên của tôi, nơi tôi thực sự đã học được một vài điều tốt, là trong việc cố gắng thiết kế nguồn cung cấp năng lượng của riêng tôi như thế này. Vào lúc đó, tôi không có nhiều sự lựa chọn. Nguồn cung cấp phòng thí nghiệm hiện tại là không thể đạt được cho một thiếu niên trẻ. Và cũng không có nhà cung cấp ebay giá rẻ nào cho các bộ chuyển đổi ưa thích dựa trên IC. Vì vậy, tôi phải tự làm điều đó hoặc đi mà không có. Và đối mặt với điều đó, một người học hoặc một người không có.
Cách tiếp cận của bạn có lẽ hơi quá giống như trình điều khiển đầu ra chìm / nguồn được sử dụng trong mọi thứ, từ opamp đến bộ khuếch đại âm thanh. Bạn có thể thực hiện phương pháp bạn đang thực hiện, nhưng bạn phải thực hiện hai trong số đó - một cho và một cho . Và chúng thậm chí còn kém hiệu quả hơn, vì chúng có thể từng nguồn từ đường ray (+) của bạn và chìm vào đường ray (-) của bạn và bạn cần chạy chúng trong lớp AB. Bạn thực sự chỉ cần lấy nguồn từ (+) để tạo đường ray và chìm xuống (-) để tạo đường ray .- 15 V + 15 V - 15 V+ 15 V- 15 V+ 15 V- 15 V
Cũng như một lưu ý phụ, có thể là một ý tưởng tốt để bao gồm một cặp điện trở chảy vào ngân hàng tụ điện hiện tại của bạn ở đầu ra của cây cầu của bạn. Một cái gì đó để thoát khỏi phí lưu trữ nếu bạn tắt mọi thứ. Một số điện trở , ? Điều đó sẽ chỉ hiển thị tải , khi chạy.10kΩ5mMột12W10 k Ω5 m A
Trong khi bạn đang xem xét ý tưởng đó, hãy xem xét việc cố gắng tải xuống nguồn cung không được kiểm soát hiện tại của bạn để đo lường những gì nó đang tải. Tôi sẽ thử một cái gì đó như điện trở , để có ý tưởng về tải , đo điện áp với tải đó. Sau đó, tôi sẽ thử một cái gì đó như điện trở , để xem điều gì xảy ra khi tôi đến gần1 k Ω 50 m Một ≥ 10 W 270 Ω 200 m Một≥ 5 W1 k Ω50mA≥10W270Ω200mAtải trọng. Điều này sẽ kiểm tra toàn bộ hệ thống không được kiểm soát của bạn và cho bạn ý tưởng về những hạn chế của nó. Những giá trị được chọn ngẫu nhiên. Nếu bạn đã biết các giới hạn của hình xuyến của mình, thì hãy thử hai giá trị điện trở khác nhau đạt mức tải tối đa mà bạn mong đợi để hỗ trợ và một giá trị khác có thể đạt tới 30% tải tối đa. Và chỉ cần lưu ý các giá trị điện áp đo. Nó giúp có một ý tưởng về đường sắt không được kiểm soát của bạn khi được tải xuống một chút.
Tôi khuyên bạn nên bắt đầu bằng cách chỉ tập trung vào một bên, giả sử tạo đường ray cung cấp được quy định từ đường ray không được kiểm soát (+) của bạn. Bạn cần phải xem xét liệu bạn có muốn bất kỳ giới hạn hiện tại không. Tôi nghĩ sẽ an toàn hơn nếu bao gồm chúng. Nhưng đó là quyết định của bạn. Mặc dù vậy, không khó để bao gồm một cái gì đó cho điều đó. Và, cá nhân tôi, có lẽ tôi cũng muốn có thể đi đến . Vì vậy, có lẽ một nguồn cung cấp đầu ra thay đổi hoạt động trên một số điện áp đầu ra khiêm tốn?+ 12 V+15V+12V
Bạn có rất nhiều khoảng không! Điều này có nghĩa là bạn có thể sử dụng trình theo dõi trình phát NPN, người theo dõi Darlington hoặc bất kỳ cấu hình nào bạn muốn có. Mọi thứ không chặt chẽ , vì vậy bạn có chỗ cho các cấu trúc điều khiển. Rất nhiều phòng. Tất nhiên, nhược điểm là bạn phải tiêu tan và đường ray điện áp của bạn đủ để khiến bạn phải kiểm tra datasheets để giữ các thông số vận hành an toàn cho các thiết bị.
Cuối cùng, bạn có thể chấp nhận phải đặt riêng hai giá trị đường ray điện áp. Một số nguồn cung cấp năng lượng được thiết kế để cung cấp theo dõi để nếu bạn đặt nguồn cung cấp quy định thành thì nguồn cung cấp điều chỉnh của bạn sẽ theo dõi điều đó và cung cấp . Nhưng bạn có thể sống mà không cần điều đó, bây giờ, tôi nghi ngờ.+ 15 V - V - 15 V+V+15V−V−15V
Nếu bạn viết một câu hỏi riêng biệt hoặc làm rõ câu hỏi này tốt hơn, tôi có thể giúp bạn bắt đầu với ba hoặc bốn cấu trúc liên kết riêng biệt (không phải IC) khác nhau để xem xét phân tích trên chính tòa nhà và tòa nhà của bạn. Nhưng, ví dụ, tôi không biết bạn muốn có loại tuân thủ hiện tại nào. Và sẽ giúp biết được điện áp nào bạn đo được khi nguồn cung cấp không được kiểm soát của bạn được tải xuống mức tuân thủ tối đa mà bạn muốn hỗ trợ (sử dụng điện trở công suất cao và sau đó dành một chút thời gian để đo điện áp bằng vôn kế trước khi quá nóng. ) Và sẽ còn nhiều điều cần biết nếu bạn muốn có một điện áp thay đổi trong một phạm vi (chính xác là phạm vi nào?) Và, nếu bạn chỉ muốn một điện áp cố định, bạn cảm thấy cần bao nhiêu độ chính xác ban đầu? Và tôi' Tôi muốn biết liệu điều này có đúng với nguồn cung cấp opamp (gợi ý sự tuân thủ dòng điện thấp hơn) hoặc nếu bạn muốn sử dụng điều này để thực sự cung cấp dòng điện cao hơn ở điện áp thấp hơn, cho một số dự án. Cuối cùng, thật tuyệt khi biết những gì bạn có, hoặc sẵn sàng nhận được.
EDIT: Vì vậy. Một cái gì đó đơn giản, không tuân thủ nhiều hiện tại chỉ . Trước tiên chúng ta hãy tập trung vào phía đường sắt (+) ... có thể đi với NPN hoặc PNP cho bóng bán dẫn vượt qua. Đó là vấn đề bạn muốn kiểm soát nó như thế nào. Bạn có muốn hút dòng điện từ một nguồn hoặc rút dòng điện khi cần không? Hừm. Hãy thử điều này - nhấn mạnh vào đơn giản.5mA
mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab
Tôi đã viết ra một số ghi chú thiết kế trên sơ đồ. Các giá trị điện trở là tiêu chuẩn, vì vậy điện áp đầu ra thực tế sẽ giảm một chút. Nhưng nó nên gần gũi. Đây là logic.
Tôi bắt đầu sử dụng như một cấu trúc liên kết theo dõi phát. Đó là mục tiêu phát . Vì vậy, tôi đã viết "15V @ 5mA" ở đó. Ban đầu, tôi ước tính và tính và ước tính (chỉ từ bộ nhớ) . Từ điều này, tôi đã quyết định tôi muốn với nguồn cung không được kiểm soát, vì vậy tôi đã đặt . Điều này có nghĩa là tôi sẽ cần rút từ khỏi để kiểm soát hành vi của ở đầu ra. Đó là một phạm vi đủ nhỏ,Q115VβQ1=50IBQ1=100μAVBEQ1=750mV5×R1=53V−15V−750mV500μA=74.5kΩ≈75kΩ400−500μAR1Q1450μA±50μA, các biến thể trong một mạch đơn giản sẽ không quá nhạy cảm. Ồ, và tôi đã chọn BC546, có . (Có thể sử dụng 2N5551 cho .)VCEO=65VVCEO=150V
Tôi quyết định sử dụng một NPN khác bên dưới, với đế của nó đóng vào một bộ chia điện trở, để kéo dòng điện đó. Bộ sưu tập của bị đóng đinh vào điện áp, do đó không có hiệu ứng sớm. Khỏe. Độ phân tán trong dưới , vì vậy không có vấn đề gì. (Bạn đã biết có thể có một vấn đề trong .) Một diode và tụ điện cung cấp một tài liệu tham khảo điện áp bán ổn định, vì nó được cho ăn một tương đối ổn định hiện hành. Tôi ước tính (một lần nữa) và tính và ước tính (chỉ từ bộ nhớ) . Tôi cũng biết rằng 1N4148 có khoảng chạy ởQ2Q210mWQ1450μA±50μAβQ2=50IBQ2=10μAVBEQ1=650mV550mV500μAhiện hành. Vì vậy, điều này nói với tôi rằng nút chia nên được đoán ở mức . Tôi cũng viết nó xuống.1.2V
Tôi đã chọn tạo dòng chia ít nhất với dòng cơ sở tối đa cần thiết cho . Một trong những vấn đề với mạch này là nhiệt độ môi trường xung quanh, vì những điều này ảnh hưởng đến đường nối phát xạ cơ sở của (và cũng vậy) và điều này ảnh hưởng đến điểm phân chia của chúng tôi và hầu hết mọi thứ khác. Nhưng việc thêm và vào dải phân cách sẽ giúp ở đây. Nó cung cấp thêm hai mối nối phụ thuộc nhiệt độ. Vấn đề còn lại là và mật độ hiện tại khác nhau.10×Q2Q2D1D2D3R3
D2 và đang chạy với khoảng mật độ hiện tại của và . Tôi tình cờ nhớ rằng 1N4148 trình bày về mỗi thập kỷ thay đổi mật độ hiện tại, vì vậy tôi đoán rằng mỗi diode cho hai cái đó. Vì vậy, phương tiện này để tầm tại gốc cây, (tôi đã sử dụng là giá trị hiện tại giữa điểm.) Vì vậy, đặt , theo phỏng đoán.D315D1Q2ΔV≈100mVΔV=log10(100μA500μA)≈−70mV1.2VR3=1.2V−2⋅(550mV−70mV)87μA≈2.7kΩ87μAR3
Tôi đã thêm một nắp tăng tốc trên điện trở chia để các biến thể tải ngắn hạn có thể ngay lập tức lái . (Nếu đường ray được điều chỉnh đột nhiên nhảy lên, thì sẽ kéo lên ngay lập tức trên cơ sở của khiến nó kéo đi nhiều hơn dòng điện đi đến , chống lại sự gia tăng. Tương tự, theo hướng khác, cũng vậy.)R2Q215VC3Q2Q1
Bạn nghĩ rằng bạn có thể cưỡi lên đường ray quy định (-), tôi nghĩ vậy. Và hãy nhớ rằng bạn không muốn tải thứ này xuống quá nhiều! Bạn chắc chắn sẽ gây ra vấn đề nghiêm trọng nhỏ TO-92. Nó tiêu tan và gói có , do đó, điều này hoạt động trong khoảng trên môi trường xung quanh, đã. Bạn có thể thấy thứ này sẽ nóng lên nhanh như thế nào nếu bạn chạy nhiều dòng điện hơn qua nó. Bạn có thể thoát khỏi , nhưng không nhiều hơn thế.5mA⋅(53V−15V)≈200mW200∘KW+40∘C10mA
TỔNG QUAN LƯU Ý: Bây giờ bạn có thể thấy quy trình của một người (những nhà thiết kế khác, có kinh nghiệm hơn sẽ áp dụng nhiều kiến thức hơn tôi đã áp dụng), hãy dành một chút thời gian để xem điều này từ góc độ xa.
Mạch sôi xuống:
- Một bóng bán dẫn vượt qua ( ) được cho là sẽ tắt khoảng giữa đường ray (+) không được kiểm soát và đường ray mong muốn . Transitor này sẽ cần một nguồn dòng cơ sở để nó có thể được giữ trong vùng hoạt động của nó. Nó cũng được sắp xếp thành một cấu hình theo dõi bộ phát, do đó việc di chuyển điện áp cơ sở xung quanh sẽ di chuyển bộ phát xung quanh trong khoảng 1: 1 (mức tăng điện áp từ cơ sở đến bộ phát là ).Q140V15V≈1
- Chúng ta có thể giải quyết tất cả các nhu cầu trong (1) ở trên bằng cách sử dụng điện trở đơn giản ( ) cho đường ray (+) không được kiểm soát. Điều này không chỉ có thể cung cấp dòng cơ sở cần thiết mà còn giúp điều khiển điện áp cơ sở của rất dễ dàng , chỉ bằng cách kéo dòng điện nhiều hơn hoặc ít hơn qua nó. Đối với mục đích thiết kế, chúng tôi không muốn biến trong 's cơ sở hiện nghiêm túc tác động đến dòng hiện tại chúng tôi cũng đang sử dụng để điều khiển điện áp ở chân . Vì vậy, chúng ta cần phải làm cho dòng này lớn hơn, bằng cách so sánh. Lớn hơn là tốt hơn và có lẽ theo mặc định, chúng tôi có thể chọn hệ số . Nhưng chúng tôi cũng bị hạn chế bởi thực tế rằng đây làR1Q1Q1Q110×5mANguồn cấp. Vì vậy, chúng tôi có thể muốn sử dụng một cái gì đó khoảng thứ để giữ cho nó khiêm tốn. Điều này có nghĩa là một cái gì đó từ ở một bên đến khoảng ở phía bên kia. Tôi quyết định sử dụng giá trị nhỏ hơn, vì đây chỉ là một bộ điều chỉnh đơn giản và tôi có thể chấp nhận một nguồn cơ sở hơi cứng hơn một chút . 5mMột10⋅100μA=1mMột5mMột1105mA10⋅100μA=1mA5mA10=500μA
- Một cái gì đó để kiểm soát dòng điện được kéo qua , dựa trên so sánh điện áp của một loại nào đó. Nó chỉ ra rằng một BJT là ổn cho một cái gì đó như thế này. (Nhiều BJT sẽ tốt hơn, như trong một opamp, nhưng một cái là đủ ở đây.) Nó có một dòng thu phụ thuộc vào sự chênh lệch điện áp giữa cơ sở và bộ phát của nó. Vì vậy, nó so sánh cơ sở và bộ phát của nó và điều chỉnh một dòng điện trên cơ sở đó! Thực tế được thực hiện trên thiên đàng cho điều này, có? Vì vậy, bây giờ chúng tôi gắn một BJT mới ( ) với bộ thu của nó được gắn với và cơ sở của .Q 2 R 1 Q 1R1Q2R1Q1
- Chúng ta cần một điện áp tham chiếu. Có thể sử dụng một tài liệu tham khảo thực sự, như zener hoặc thiết bị IC tinh vi hơn, nhưng đây là một thiết kế đơn giản. Vâng, một diode với mật độ dòng điện cố định là một tham chiếu điện áp. (Trừ nhiệt độ.) Và đoán xem? Chúng ta chỉ cần có một dòng điện mà chúng ta có thể sử dụng tương đối ổn định! Dòng điện hiện tại chúng tôi đang sử dụng để điều chỉnh điện áp cơ sở của thông qua . Vì vậy, bây giờ, cung cấp ba dịch vụ cho chúng tôi - nó cung cấp dòng điện cơ bản cho , cho phép chúng tôi kiểm soát cơ sở của bằng cách điều chỉnh dòng điện qua nó và bây giờ có thể sử dụng dòng điện tương tự để ổn định điện áp của tham chiếu điện ápR 1 R 1 Q 1 Q 1 Q 2Q1R1R1Q1Q1Diode. Tất cả những gì chúng ta làm là gắn diode đó vào bộ phát của . Và thêm một tụ điện nhỏ qua nó o tiêu diệt tiếng ồn tần số cao ở đó. Thật tuyệt khi mọi thứ làm nhiều nhiệm vụ cho bạn.Q2
- Chúng ta có bộ thu điều khiển hiện tại, tham chiếu điện áp ở bộ phát và bây giờ tất cả những gì chúng ta cần cung cấp là điện áp so sánh, xuất phát từ điện áp đầu ra, tại cơ sở của . Điều quan trọng là nếu sự so sánh này tăng (điện áp đầu ra dường như tăng vì một số lý do không xác định), thì chúng ta sẽ kéo thêm dòng điện qua để buộc điện áp cơ sở của phải từ chối để chống lại sự thay đổi này. Hóa ra một bộ chia điện áp đơn giản làm tốt công việc này. Tất cả những gì chúng ta cần làm là đảm bảo rằng dòng điện qua bộ chia điện áp lớn hơn rất nhiều so với dòng cơ sở cần thiết của , để khiR 1 Q 1 Q 2 Q 2Q2R1Q1Q2Q2 điều chỉnh dòng thu của nó và cần nhiều hơn (hoặc ít hơn) dòng cơ sở, điều này không ảnh hưởng đến điện áp chia (nhiều.)
Đó thực sự là bản chất của nó. Tôi đã thêm hai điốt đó để giúp ổn định mọi thứ so với nhiệt độ xung quanh. Nhưng chúng không thực sự cần thiết nếu bạn không quan tâm đường ray điện áp của mình thay đổi xung quanh một chút với nhiệt độ. Như vậy, chúng vẫn có thể trôi dạt xung quanh bởi có lẽ , chỉ cần thực hiện một vòng lặp ngắn xung quanh công việc đoán. Nhưng nếu bạn không nghĩ nó tệ gấp đôi thì bạn có thể thay thế điện trở và hai điốt bằng một điện trở đơn giản, thay vào đó:25mV∘C
mô phỏng mạch này
Giá trị thực của có thể cần được điều chỉnh một chút ở đây, vì chúng ta thực sự không biết cần bao nhiêu dòng cơ sở (có lẽ ít hơn tôi đoán - ít hơn rất nhiều.) Vì vậy, có lẽ gần với giá trị ? Nhưng bạn có thể sử dụng một chiết áp ở đây, tôi cho rằng, để điều chỉnh này, quá. 12 k ΩR312kΩ