Was muss die minimale Eingangsspannung eines Längsreglers sein?

Dies ist ein sehr einfacher Regulator, und er reguliert nicht gut. Die Ausgangsspannung hängt davon ab, wie konstant die Zenerspannung und die Basis-Emitter-Spannung sind. Zuerst der Transistor:

Dieses Diagramm zeigt, dass die Basis-Emitter-Spannung zwischen 1 mA und 1 A Last um mehr als 300 mV variieren kann. Oberhalb von 20 mA haben Sie mehr als den angenommenen Abfall von 0,7 V.

Auch eine Zenerspannung ist nicht so konstant, wie Sie vielleicht denken. Wenn die Last abnimmt, steigt der Zenerstrom und damit die Zenerspannung.

Eine bessere Schaltung verwendet eine Rückkopplung von der tatsächlichen Ausgangsspannung, sodass der BE-Übergang kompensiert wird:

Dies gilt für eine 13,6-V-Versorgung. D1, R1 und R2 bestimmen die Ausgangsspannung:

$\mathrm{V_{OUT} = \dfrac{R1 + R2}{R2} (V_Z + 0.7 V)}$

Dies hängt also auch von einer BE-Übergangsspannung ab, aber die Stromschwankung in Q1 wird weitaus geringer sein als in Q2.

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Einige Leute haben diesen Schaltplan kommentiert. Ich wollte nur zeigen, wie Sie einen besseren (wenn auch noch lange nicht perfekten) Regler erstellen können, wenn Sie Ihr Feedback von der Ausgangsspannung nehmen. Ich weiß, dass Sie andere Komponenten für den 3,3-V-Ausgang benötigen. Sie können D1 durch 1N4148 ersetzen oder ganz löschen. Sie haben 1,4 V bzw. 0,7 V an der mit "Feedback" gekennzeichneten Stelle. Wählen Sie R1 und R2 entsprechend aus.

Jetzt deine eigentliche Frage. Beginnen wir damit, R1 auf 100 zu verringern$\Omega$, 10 k$\Omega$ist zu hoch. Das Datenblatt gibt an$H_{FE}$für ein Minimum$V_{CE}$von 2 V, also brauchen wir mindestens 5,3 V, wenn wir uns darauf verlassen wollen$H_{FE}$. Dann beträgt der Strom durch R1 14 mA (mit dem 10 k$\Omega$es wären nur 140 gewesen$\mu$A).
Wenn davon 10 mA zur Basis gehen, können wir 250 mA an die Last liefern. Das ist nicht viel, aber wie die meisten Leistungstransistoren hat der BD135 ein Low$H_{FE}$, 25 typisch bei 500 mA Kollektorstrom. Eine höhere Eingangsspannung ergibt einen höheren Basis- und Zenerstrom.

Berechnung! Ihr Bild zeigt, dass Sie 1A benötigen. Teilen Sie das durch das minimale Beta des Durchgangstransistors, und Sie haben den minimalen Basisstrom. Fügen Sie etwas Mindeststrom durch den Zener hinzu (genug, dass die Spannung darüber für Ihren Geschmack nicht zu niedrig ist) und Sie erhalten den minimal erforderlichen Strom durch R1. Multiplizieren Sie dies mit R1 und Sie erhalten die minimale BC-Spannung, aus der Sie die minimale Eingangsspannung berechnen können (Sie kennen die Basisspannung). Plausibilitätsprüfung: Die CE-Spannung bei 1A muss niedriger sein, was bei dieser Konfiguration wahrscheinlich der Fall sein wird.

Sie könnten denken, dass Sie jetzt fertig sind, und Sie könnten R1 abgesenkt haben, um eine niedrigere Eingangsspannung aufzunehmen. Aber jetzt müssen Sie erneut berechnen, wie hoch der maximale Strom durch R1 sein kann, indem Sie die höchste Eingangsspannung verwenden, die jemals auftreten wird. Sowohl R1 als auch Ihr Zener müssen in der Lage sein, mit der durch diesen Strom verursachten Verlustleistung fertig zu werden. Und prüfen Sie, ob die Zenderspannung bei diesem Strom nicht zu hoch für Ihren Geschmack wird!

Low-Drop-Regler verwenden diese Konfiguration nicht, stattdessen verwenden sie einen PNP-Durchgangstransistor, der seinen Basisstrom von der Masse erhalten kann, ohne dass der Spannungsabfall erforderlich ist, der in Ihrer Konfiguration aufgrund von R1 auftritt.

Wenn Sie dies für etwas anderes als den Nervenkitzel tun, würde ich empfehlen, dass Sie sich einen Ein-Chip-Low-Drop-Spannungsregler besorgen, entweder einen 3,3-V-Regler oder einen LM317.