Circuit de díodes Zener de transistors per a la manipulació d’estabilització d’alta intensitat

El circuit de 'díode zener' d'alta potència que utilitza un regulador de derivació de transistors que es presenta aquí es pot utilitzar per obtenir amb seguretat unes sortides altament precises, estabilitzades a la temperatura i el voltatge de fonts de corrent elevat.

Limitació normal de Zener

Els díodes zener de baixa potència que normalment fem servir en circuits electrònics s’especifiquen per funcionar amb corrents baixos i, per tant, no es poden utilitzar per derivar ni estabilitzar subministraments d’alta intensitat.

Tot i que hi ha disponibles díodes zener amb una puntuació més alta, aquests podrien ser relativament cars. Tanmateix, és possible crear un díode zener d'alta potència personalitzable mitjançant transistors de potència i un regulador de derivació IC com es mostra a continuació:

Esquema de connexions

Ús d’un regulador de derivació

Veient la figura podem veure la participació d’un regulador de derivació especialitzat IC en forma de LM431 o TL431, que és bàsicament un díode zener ajustable de baixa potència.

A part de l’atribut de tensió variable, el dispositiu també inclou la característica de produir una sortida estabilitzada a la temperatura, de manera que les condicions de temperatura ambient no influiran en el rendiment d’aquest dispositiu, cosa que no és possible amb els díodes normals.

Però, pel que fa a la capacitat de maneig de potència, el dispositiu TL431 no és millor que l’equivalent de díodes zener convencionals.

Tanmateix, quan es combina amb un transistor de potència com el TIP147 mostrat, la unitat es transforma en una unitat de díode zener d'alta potència molt versàtil, capaç de derivar i estabilitzar fonts de corrent elevades sense danyar-se.

Exemple d'aplicació

Un exemple clàssic d'aplicació d'aquest circuit es pot visualitzar en aquest circuit regulador de derivació de motocicletes on s’utilitza el disseny per maniobrar i protegir l’alternador de motocicletes de les EMF inverses altes.

El disseny també es pot provar fonts d’alimentació capacitives d’alt corrent per adquirir una sortida estabilitzada lliure de sobrecàrregues d’aquests bastant insegurs però compactes fonts d'alimentació sense transformador .

Altres aplicacions adequades d'aquest versàtil circuit podrien ser per a control de les sortides del molí de vent i com a controlador de càrrega electrònic per a regulació de les sortides d’hidrogeneradors .

Sense la integració TIP147, l’etapa LM431 sembla bastant vulnerable i la regulació només es desenvolupa a través de l’ànode / càtode del dispositiu en lloc dels terminals de subministrament principals.

Control d’alta potència

Amb el transistor de potència integrat, l’escenari canvia completament i ara el transistor simula els resultats del regulador de derivació, derivant l’alt corrent des de l’entrada fins als nivells correctes, tal com s’especifica a les configuracions LM431.

El divisor de potencial realitzat mitjançant l'ús de les resistències 3k3 i 4k7 a l'entrada de referència de l'IC determina essencialment el llindar d'activació de l'IC, normalment la resistència superior es pot modificar per obtenir qualsevol sortida de tensió estabilitzada zener des del circuit del transistor.

Es poden aprendre els càlculs detallats de les resistències Full de dades del regulador de derivació TL431

Nota: El TIP147 s’ha de muntar en un dissipador de calor de tipus aleta substancialment gran per permetre un funcionament correcte i òptim del circuit.