O circuito de 'diodo zener' de alta potência usando o regulador shunt de transistor apresentado aqui pode ser usado para obter saídas altamente precisas e estabilizadas por temperatura e tensão de fontes de alta corrente, com segurança.
Limitação Zener normal
Os diodos zener de baixa potência que normalmente usamos em circuitos eletrônicos são especificados para trabalhar com correntes baixas e, portanto, não podem ser usados para desviar ou estabilizar fontes de alta corrente.
Embora existam diodos zener de maior classificação, eles podem ser relativamente caros. No entanto, é realmente possível fazer um diodo zener personalizável de alta potência usando transistores de potência e um regulador de derivação IC, conforme mostrado abaixo:
Diagrama de circuito
Usando um regulador shunt
Olhando para a figura, podemos ver o envolvimento de um regulador de shunt especializado IC na forma de LM431 ou TL431, que é basicamente um diodo zener ajustável de baixa potência.
Além do atributo de tensão variável, o dispositivo também inclui a característica de produzir uma saída com temperatura estabilizada, ou seja, as condições de temperatura ambiente não vão influenciar o desempenho deste dispositivo, o que não é possível com os diodos comuns.
Mas, no que diz respeito à capacidade de manuseio de energia, o dispositivo TL431 não é melhor do que o díodo Zener convencional.
No entanto, quando é combinado com um transistor de potência, como o TIP147 mostrado, a unidade se transforma em uma unidade de diodo zener de alta potência altamente versátil, capaz de desviar e estabilizar fontes de alta corrente sem ser danificada.
Aplicação de exemplo
Um exemplo clássico de aplicação deste circuito pode ser visualizado neste circuito regulador de derivação de motocicleta onde o projeto é empregado para desviar e proteger o alternador da motocicleta dos CEMs de reversão altos.
O design também pode ser experimentado em fontes de alimentação capacitivas de alta corrente para adquirir saída estabilizada livre de surto destes bastante inseguros, mas compactos fontes de alimentação sem transformador .
Outras aplicações adequadas deste circuito versátil podem ser para controlando as saídas do moinho de vento e como controlador de carga eletrônico para regulando saídas de hidro-geradores .
Sem a integração TIP147, o estágio LM431 parece bastante vulnerável, e também o regulamento sendo desenvolvido apenas no ânodo / cátodo do dispositivo, em vez de nos terminais de alimentação principais.
Controle de alta potência
Com o transistor de potência integrado o cenário muda completamente e agora o transistor simula os resultados do regulador shunt, desviando a alta corrente da entrada para os níveis corretos, conforme especificado nas configurações do LM431.
O divisor de potencial feito usando os resistores 3k3 e 4k7 na entrada de referência do IC essencialmente determina o limite de disparo para o IC, normalmente o resistor superior pode ser ajustado para obter qualquer saída de tensão estabilizada zener desejada do circuito do transistor.
Os cálculos detalhados para os resistores podem ser aprendidos com isso Folha de dados do regulador shunt TL431
Nota: O TIP147 deve ser montado em um dissipador de calor com aletas substancialmente grande para permitir um funcionamento adequado e ideal do circuito.
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