Хээрийн нөлөө бүхий транзистор ашиглан цахилгаан хэлхээг буруу цахилгаан туйлшралаас хамгаалах талаар би цэнэглэгчийг хүчдэлгүй болгох үед батерейг автоматаар салгах асуудал шийдэгдээгүй байсныг би санаж байна. Эрт дээр үеэс диодыг унтраах элемент болгон ашиглаж байсан өөр тохиолдолд үүнтэй төстэй аргыг ашиглах боломжтой эсэхийг би сонирхож эхлэв.

Энэ нийтлэл нь ердийн унадаг дугуй барих гарын авлага юм, учир нь... үйл ажиллагаа нь олон сая бэлэн төхөөрөмжүүдэд удаан хугацаанд хэрэгжиж ирсэн хэлхээг хөгжүүлэх тухай ярьж байна. Тиймээс хүсэлт нь энэ материалыг бүрэн ашиг тустай зүйл гэж үзэхгүй. Үүний оронд энэ нь электрон төхөөрөмж хэрхэн үүссэн тухай түүх юм: хэрэгцээгээ хүлээн зөвшөөрөхөөс эхлээд бүх саад бэрхшээлийг даван туулж, ажиллаж буй прототип хүртэл.

Энэ бүхэн юуны төлөө вэ?

Бага хүчдэлийн тогтмол гүйдлийн тэжээлийн хангамжийг нөөцлөхдөө хар тугалга-хүчлийн батерейг оруулах хамгийн хялбар арга бол нарийн төвөгтэй тархитай байхаас өмнө машинд хийдэг байсан шиг цахилгаан тэжээлтэй зэрэгцэн буфер юм. Хэдийгээр зай нь хамгийн оновчтой горимд ажилладаггүй ч тэжээлийн оролтын сүлжээний хүчдэл унтарсан эсвэл асаалттай үед энэ нь үргэлж цэнэглэгддэг бөгөөд ямар ч хүчийг солих шаардлагагүй. Доор бид ийм оролцоотой холбоотой зарим асуудал, тэдгээрийг шийдвэрлэх оролдлогын талаар илүү дэлгэрэнгүй ярих болно.

Суурь

Одоогоос 20-хон жилийн өмнө ийм асуудал хэлэлцэх асуудлын жагсаалтад байгаагүй. Үүний шалтгаан нь ердийн цахилгаан тэжээлийн хангамжийн (эсвэл цэнэглэгчийн) хэлхээ байсан бөгөөд энэ нь сүлжээний хүчдэл унтарсан үед батерейг гаралтын хэлхээнд цэнэглэхээс сэргийлдэг. Хагас долгионы залруулга бүхий хамгийн энгийн блок хэлхээг авч үзье.

Сүлжээний ороомгийн хувьсах хүчдэлийг засдаг ижил диод нь тэжээлийн хүчдэл унтарсан үед батерейг трансформаторын хоёрдогч ороомог руу цэнэглэхээс сэргийлдэг нь ойлгомжтой. Бүрэн долгионы гүүрний Шулуутгагч хэлхээ нь бага зэрэг илэрхий боловч яг ижил шинж чанартай байдаг. Гүйдлийн өсгөгч бүхий параметрийн хүчдэлийн тогтворжуулагчийг (өргөн тархсан 7812 микро схем ба түүний аналогууд гэх мэт) ашиглах нь нөхцөл байдлыг өөрчлөхгүй.

Үнэн хэрэгтээ, хэрэв та ийм тогтворжуулагчийн хялбаршуулсан хэлхээг харвал гаралтын транзисторын ялгаруулагчийн уулзвар нь Шулуутгагч гаралтын хүчдэл алдагдах үед хаагддаг ижил унтрах диодын үүрэг гүйцэтгэдэг нь тодорхой болно. зайны цэнэг бүрэн бүтэн.

Гэсэн хэдий ч сүүлийн жилүүдэд бүх зүйл өөрчлөгдсөн. Параметрийн тогтворжуулалттай трансформаторын тэжээлийн хангамжийг илүү авсаархан, хямд АС/Тогтмол гүйдлийн хүчдэл хувиргагчаар сольсон бөгөөд энэ нь илүү өндөр үр ашиг, хүч/жингийн харьцаатай. Гэхдээ бүх давуу талуудтай эдгээр тэжээлийн хангамж нь нэг сул талтай: тэдгээрийн гаралтын хэлхээ нь илүү төвөгтэй хэлхээний дизайнтай байдаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн хоёрдогч хэлхээнээс буцах гүйдлийн урсгалаас ямар ч хамгаалалт өгдөггүй. Үүний үр дүнд ийм эх үүсвэрийг "АД -> буфер батерей -> ачаалал" хэлбэрийн системд ашиглах үед сүлжээний хүчдэл унтрах үед батерей нь тэжээлийн тэжээлийн гаралтын хэлхээнд эрчимтэй цэнэглэгдэж эхэлдэг.

Хамгийн энгийн арга (диод)

Хамгийн энгийн шийдэл бол цахилгаан тэжээл ба зайг холбосон эерэг утсанд холбогдсон Schottky хаалт диодыг ашиглах явдал юм.

Гэсэн хэдий ч ийм шийдлийн гол асуудлуудыг дээр дурдсан нийтлэлд аль хэдийн дурдсан болно. Нэмж дурдахад, 12 вольтын хар тугалганы хүчлийн батерей нь буфер горимд ажиллахын тулд дор хаяж 13.6 вольтын хүчдэл шаарддаг тул энэ аргыг хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй юм. Диод дээр бараг хагас вольт унах нь одоо байгаа цахилгаан хангамжтай хослуулан энэ хүчдэлийг ердөө л боломжгүй болгож чадна (яг миний тохиолдол).

Энэ бүхэн биднийг автомат сэлгэн залгах өөр аргуудыг хайхад хүргэдэг бөгөөд эдгээр нь дараахь шинж чанартай байх ёстой.

1. Асаалттай үед урагшлах хүчдэл бага байна.
2. Асаах үед ачаалал ба буфер батерейгаас цахилгаан тэжээлээс зарцуулдаг шууд гүйдлийг мэдэгдэхүйц халаалтгүйгээр тэсвэрлэх чадвар.
3. Өндөр урвуу хүчдэлийн уналт ба мужаас гадуурх өөрөө бага зарцуулалт.
4. Цэнэглэсэн батерейг эхлээд хүчдэлгүй болсон системд холбох үед цэнэггүй болж эхлэхгүй байх нь ихэвчлэн унтардаг.
5. Батерейны цэнэг, цэнэгийн түвшингээс үл хамааран сүлжээний хүчдэл залгахад автоматаар асаалттай горимд шилжинэ.
6. Цахилгаан тасарсан тохиолдолд хамгийн хурдан автоматаар унтрах горимд шилжих боломжтой.

Хэрэв диод нь хамгийн тохиромжтой төхөөрөмж байсан бол эдгээр бүх нөхцлийг ямар ч асуудалгүйгээр биелүүлэх байсан ч хатуу ширүүн бодит байдал нь 1 ба 2-р цэгүүдэд эргэлзээ төрүүлдэг.

Гэнэн шийдэл (Тогтмол гүйдлийн реле)

Шаардлагуудад дүн шинжилгээ хийхдээ бага зэрэг "мэдлэгтэй" хэн ч энэ зорилгоор цахилгаан соронзон реле ашиглах санаа гарч ирэх бөгөөд энэ нь удирдлагын тусламжтайгаар үүссэн соронзон орны тусламжтайгаар контактуудыг физикийн хувьд хаах чадвартай. ороомог дахь гүйдэл. Тэр бүр салфетка дээр ийм юм сараачиж магадгүй.

Энэ хэлхээнд ердийн нээлттэй релений контактууд нь цахилгаан тэжээлийн гаралттай холбогдсон ороомгоор гүйдэл гүйх үед л хаагддаг. Гэсэн хэдий ч, хэрэв та шаардлагын жагсаалтыг үзэх юм бол энэ хэлхээ нь 6-р цэгтэй тохирохгүй байна. Эцсийн эцэст, релений контактууд нэг удаа хаагдсан бол сүлжээний хүчдэл алдагдах нь тэдгээрийг нээхэд хүргэхгүй. ороомог (мөн үүнтэй хамт цахилгаан тэжээлийн бүх гаралтын хэлхээ) ижил контактуудаар батерейтай холбогдсон хэвээр байна! Удирдлагын хэлхээ нь гүйцэтгэх хэлхээтэй шууд холбогдож, үүний үр дүнд систем нь хоёр талт триггерийн шинж чанарыг олж авдаг эерэг санал хүсэлтийн ердийн тохиолдол байдаг.

Иймд ийм гэнэн хандах нь асуудлыг шийдэх гарц биш юм. Түүнээс гадна, хэрэв та одоогийн нөхцөл байдлыг логикоор шинжлэх юм бол хамгийн тохиромжтой нөхцөлд "АД -> буферийн зай" интервалд нэг чиглэлд гүйдэл дамжуулах хавхлагаас өөр шийдэл байж чадахгүй гэсэн дүгнэлтэд амархан хүрч болно. Үнэн хэрэгтээ, хэрэв бид ямар ч хөндлөнгийн хяналтын дохиог ашиглахгүй бол хэлхээний энэ цэг дээр бид юу ч хийсэн хамаагүй, бидний сэлгэн залгах элементүүдийн аль нэг нь нэгэнт асаалттай байх үед батерейгаас үүссэн цахилгааныг зайнаас үүссэн цахилгаанаас ялгах боломжгүй болгоно. цахилгаан хангамж.

Тойрог зам (AC реле)

Өмнөх цэгийн бүх бэрхшээлийг ойлгосны дараа "хэрэглэгч" хүн цахилгаан хангамжийг өөрөө нэг талын дамжуулагч хавхлаг болгон ашиглах шинэ санааг ихэвчлэн гаргаж ирдэг. Яагаад үгүй ​​гэж? Эцсийн эцэст, хэрэв тэжээлийн хангамж нь эргэлт буцалтгүй төхөөрөмж биш бөгөөд түүний гаралтад нийлүүлсэн батерейны хүчдэл нь оролтод 220 вольтын ээлжит хүчдэл үүсгэдэггүй бол (бодит хэлхээнд тохиолдлын 100% -д тохиолддог шиг) энэ ялгаа байж болно. солих элементийн хяналтын дохио болгон ашиглах:

Бинго! Бүх шаардлагыг хангасан бөгөөд үүнд шаардлагатай цорын ганц зүйл бол сүлжээнд хүчдэл өгөх үед контактыг хаах чадвартай реле юм. Энэ нь сүлжээний хүчдэлд зориулагдсан тусгай AC реле байж болно. Эсвэл өөрийн мини тэжээлийн хангамжтай ердийн реле (энд энгийн Шулуутгагчтай трансформаторгүй шаталтын хэлхээ хангалттай).

Бид ялалтаа тэмдэглэж болох байсан ч энэ шийдвэр надад таалагдаагүй. Нэгдүгээрт, та ямар нэг зүйлийг сүлжээнд шууд холбох хэрэгтэй бөгөөд энэ нь аюулгүй байдлын үүднээс сайн биш юм. Хоёрдугаарт, энэ реле нь хэдэн арван ампер хүртэл их хэмжээний гүйдлийг солих ёстой бөгөөд энэ нь бүхэл бүтэн дизайныг анх харахад тийм ч өчүүхэн, авсаархан биш болгодог. Гуравдугаарт, ийм тохиромжтой хээрийн эффект транзисторыг яах вэ?

Эхний шийдэл (FET + зайны хүчдэл хэмжигч)

Асуудлын илүү гоёмсог шийдлийг эрэлхийлэх нь намайг буфер горимд 13.8 вольтын хүчдэлтэй, гадны "цэнэглэлгүй" ажилладаг батерей нь ачаалалгүй байсан ч анхны хүчдэлээ хурдан алддаг болохыг ойлгоход хүргэсэн. . Хэрэв энэ нь цахилгаан тэжээл дээр цэнэггүй болж эхэлбэл эхний минутанд дор хаяж 0.1 вольт алддаг бөгөөд энэ нь энгийн харьцуулагчаар найдвартай бэхлэхэд хангалттай юм. Ерөнхийдөө санаа нь ийм байна: орон зайд ажилладаг транзисторын хаалгыг харьцуулагчаар удирддаг. Харьцуулагчийн оролтын нэг нь тогтвортой хүчдэлийн эх үүсвэрт холбогдсон байна. Хоёр дахь оролт нь цахилгаан тэжээлийн хүчдэл хуваагчтай холбогдсон байна. Түүгээр ч зогсохгүй хуваах коэффициентийг цахилгаан тэжээл асаалттай үед хуваагчийн гаралтын хүчдэл нь тогтворжсон эх үүсвэрийн хүчдэлээс ойролцоогоор 0.1..0.2 вольт байхаар сонгосон. Үүний үр дүнд тэжээлийн хангамжийг асаахад хуваагчаас гарах хүчдэл үргэлж давамгайлах боловч сүлжээг хүчдэлгүй болгох үед батерейны хүчдэл буурах тусам энэ уналттай пропорциональ буурна. Хэсэг хугацааны дараа хуваагчийн гаралтын хүчдэл нь тогтворжуулагчийн хүчдэлээс бага байх ба харьцуулагч нь хээрийн транзистор ашиглан хэлхээг таслана.

Ийм төхөөрөмжийн ойролцоо диаграмм:

Таны харж байгаагаар харьцуулагчийн шууд оролт нь тогтвортой хүчдэлийн эх үүсвэрт холбогдсон байна. Энэ эх үүсвэрийн хүчдэл нь зарчмын хувьд чухал биш, гол зүйл бол энэ нь харьцуулагчийн зөвшөөрөгдөх оролтын хүчдэлд багтах явдал юм, гэхдээ энэ нь батерейны хүчдэлийн тэн хагас нь, өөрөөр хэлбэл ойролцоогоор 6 вольт байх үед тохиромжтой байдаг. Харьцуулагчийн урвуу оролт нь тэжээлийн тэжээлийн хүчдэл хуваагчтай холбогдсон ба гаралт нь шилжүүлэгч транзисторын хаалгатай холбогдсон байна. Урвуу оролтын хүчдэл урд талын оролтоос давсан үед харьцуулагчийн гаралт нь хээрийн транзисторын хаалгыг газард холбосноор транзистор асч, хэлхээг дуусгана. Сүлжээг хүчдэлгүй болгосны дараа хэсэг хугацааны дараа батерейны хүчдэл буурч, түүнтэй хамт харьцуулагчийн урвуу оролтын хүчдэл буурч, шууд оролтын түвшингээс доогуур байвал харьцуулагч транзисторын хаалгыг "урагдаг". газар ба ингэснээр хэлхээг эвддэг. Үүний дараа цахилгаан тэжээл дахин "амьдрах" үед урвуу оролтын хүчдэл тэр даруй хэвийн түвшинд хүрч, транзистор дахин нээгдэнэ.

Энэ хэлхээг практикт хэрэгжүүлэхийн тулд би өөрт байгаа LM393 чипийг ашигласан. Энэ бол маш хямд (жижиглэнгийн худалдаанд арав хүрэхгүй цент), гэхдээ нэгэн зэрэг хэмнэлттэй, нэлээд сайн шинж чанартай, хос харьцуулагч юм. Энэ нь 36 вольт хүртэлх цахилгаан тэжээлийн хүчдэлийг зөвшөөрдөг, дамжуулах коэффициент дор хаяж 50 В / мВ, оролтууд нь нэлээд өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг. Худалдаа авах боломжтой өндөр хүчин чадалтай P-суваг MOSFET-ийн эхнийх нь FDD6685-ийг шилжүүлэгч транзистор болгон авсан. Хэд хэдэн туршилт хийсний дараа дараах практик унтраалгатай хэлхээг гаргаж авсан.

Үүний дотор тогтвортой хүчдэлийн хийсвэр эх үүсвэрийг резистор R2 ба zener диод D1-ээс бүрдэх маш бодит параметрийн тогтворжуулагчаар сольсон бөгөөд хуваагч нь R1 шүргэх резисторын үндсэн дээр хийгдсэн бөгөөд энэ нь хуваах коэффициентийг хүссэн хэмжээнд нь тохируулах боломжийг олгодог. үнэ цэнэ. Харьцуулагчийн оролтууд нь маш их эсэргүүцэлтэй байдаг тул тогтворжуулагч дахь чийгшүүлэх эсэргүүцлийн утга нь зуун кОм-ээс их байж болох бөгөөд энэ нь алдагдсан гүйдэл, улмаар төхөөрөмжийн нийт хэрэглээг багасгах боломжийг олгодог. Шүргэх резисторын утга нь огт чухал биш бөгөөд хэлхээний гүйцэтгэлд ямар ч үр дагаваргүйгээр араваас хэдэн зуун кОм хүртэлх зайд сонгогдож болно. LM393 харьцуулагчийн гаралтын хэлхээг нээлттэй коллекторын хэлхээний дагуу барьсан тул түүний ажиллагааг дуусгахад хэдэн зуун кОм эсэргүүцэл бүхий ачааллын резистор R3 шаардлагатай.

Төхөөрөмжийн тохируулга нь микросхемийн 2-р хөл дээрх хүчдэл нь 3-р хөлийн хүчдэлээс ойролцоогоор 0.1...0.2 вольт давсан байрлалд шүргэгчийн резистор гулсагчийн байрлалыг тохируулах явдал юм. Тохируулахын тулд өндөр эсэргүүцэлтэй хэлхээнд мультиметр ашиглахгүй байх нь дээр, гэхдээ зүгээр л резистор гулсагчийг доод байрлалд (диаграммын дагуу) тохируулж, тэжээлийн эх үүсвэрийг холбоно уу (бид зайг хараахан холбоногүй байна), микро схемийн 1-р зүү дээрх хүчдэлийг хэмжиж, резисторын контактыг дээш нь хөдөлгөнө. Хүчдэл тэг болж огцом буурмагц урьдчилсан тохируулга дууссан гэж үзэж болно.

Та хамгийн бага хүчдэлийн зөрүүгээр унтраахыг хичээх ёсгүй, учир нь энэ нь хэлхээг буруу ажиллуулахад хүргэдэг. Бодит нөхцөлд эсрэгээр та мэдрэмжийг зориудаар бууруулах хэрэгтэй. Баримт нь ачааллыг асаахад цахилгаан хангамжийн тогтворжилт, холболтын утаснуудын хязгаарлагдмал эсэргүүцэл зэргээс шалтгаалан хэлхээний оролтын хүчдэл зайлшгүй буурдаг. Энэ нь хэт мэдрэмтгий төхөөрөмж нь ийм бууралтыг цахилгаан хангамжийг таслах, хэлхээг таслах явдал гэж үзэхэд хүргэж болзошгүй юм. Үүний үр дүнд ачаалал байхгүй үед л цахилгаан тэжээл холбогдож, үлдсэн хугацаанд батерей ажиллах шаардлагатай болно. Үнэн бол зай бага зэрэг цэнэггүй болсон үед хээрийн эффектийн транзисторын дотоод диод нээгдэж, цахилгаан тэжээлээс гүйдэл түүгээр дамжин хэлхээнд урсаж эхэлнэ. Гэхдээ энэ нь транзисторыг хэт халах, батерейг удаан хугацаанд цэнэглэх горимд ажиллуулахад хүргэдэг. Ерөнхийдөө эцсийн шалгалт тохируулга нь бодит ачааллын дор хийгдэх ёстой бөгөөд микро схемийн 1-р зүү дээрх хүчдэлийг хянаж, найдвартай байдалд бага зэрэг үлдээх ёстой.

Энэ схемийн мэдэгдэхүйц сул тал нь шалгалт тохируулгын харьцангуй нарийн төвөгтэй байдал, зөв ​​ажиллагааг хангахын тулд зайны энергийн алдагдлыг тэсвэрлэх хэрэгцээ юм.

Сүүлчийн дутагдал нь намайг зовоож, бага зэрэг эргэцүүлсний дараа батерейны хүчдэлийг биш, харин хэлхээний гүйдлийн чиглэлийг шууд хэмжих санааг төрүүлэв.

Хоёрдахь шийдэл (талбайн эффектийн транзистор + гүйдлийн чиглэл хэмжигч)

Гүйдлийн чиглэлийг хэмжихийн тулд ухаалаг мэдрэгч ашиглаж болно. Жишээлбэл, дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь соронзон орны векторыг бүртгэж, хэлхээг таслахгүйгээр зөвхөн чиглэлийг төдийгүй гүйдлийн хүчийг тодорхойлох боломжийг олгодог Холл мэдрэгч. Гэсэн хэдий ч ийм мэдрэгч байхгүйгээс (мөн ийм төхөөрөмжтэй холбоотой туршлага) хээрийн транзисторын суваг дээрх хүчдэлийн уналтын тэмдгийг хэмжихийг оролдохоор шийдсэн. Мэдээжийн хэрэг, нээлттэй төлөвт сувгийн эсэргүүцлийг 100 омоор хэмждэг (энэ нь бүхэл бүтэн санаа юм), гэхдээ энэ нь нэлээд хязгаарлагдмал бөгөөд та үүн дээр тоглохыг оролдож болно. Энэ шийдлийг дэмжсэн нэмэлт аргумент бол нарийн тохируулга хийх шаардлагагүй юм. Бид зөвхөн хүчдэлийн уналтын туйлшралыг хэмжих бөгөөд түүний үнэмлэхүй утгыг хэмжихгүй.

Хамгийн гутранги тооцоогоор FDD6685 транзисторын нээлттэй сувгийн эсэргүүцэл нь 14 мОм, LM393 харьцуулагчийн "мин" баганаас 50 В / мВ-ийн ялгаатай мэдрэмжтэй бол бид 12 вольтын бүрэн хүчдэлтэй байх болно. транзистороор дамжих гүйдэл бүхий харьцуулагчийн гаралт дээр ердөө 17 мА. Таны харж байгаагаар үнэ цэнэ нь бодитой юм. Практикт энэ нь ойролцоогоор бага хэмжээний дараалалтай байх ёстой, учир нь манай харьцуулагчийн ердийн мэдрэмж нь 200 В/мВ, суурилуулалтыг харгалзан бодит нөхцөлд транзисторын сувгийн эсэргүүцэл 25 мОм-ээс бага байх магадлал багатай бөгөөд Хаалган дээрх хяналтын хүчдэлийн хэлбэлзэл нь гурван вольтоос хэтрэхгүй байх ёстой.

Хийсвэр хэрэгжилт нь иймэрхүү харагдах болно.

Энд харьцуулагч оролтууд нь хээрийн транзисторын эсрэг талын эерэг автобусанд шууд холбогддог. Гүйдэл түүгээр өөр өөр чиглэлд дамжих үед харьцуулагчийн оролтын хүчдэл зайлшгүй ялгаатай байх ба ялгааны тэмдэг нь гүйдлийн чиглэлтэй, хэмжээ нь түүний хүч чадалтай тохирч байх болно.

Өнгөц харахад хэлхээ нь маш энгийн мэт санагдаж байгаа ч харьцуулагчийн тэжээлийн хангамжтай холбоотой асуудал гарч ирдэг. Энэ нь бид микро схемийг хэмжих ёстой ижил хэлхээнээс шууд тэжээж чадахгүй байгаа явдал юм. Мэдээллийн хуудасны дагуу LM393 оролтын хамгийн их хүчдэл нь тэжээлийн хүчдэлээс хоёр вольтоос ихгүй байх ёстой. Хэрэв энэ босгыг давсан бол харьцуулагч шууд болон урвуу оролтын хүчдэлийн зөрүүг анзаарахаа болино.

Энэ асуудлыг шийдэх хоёр боломжит хувилбар байна. Эхнийх нь ойлгомжтой зүйл бол харьцуулагчийн тэжээлийн хүчдэлийг нэмэгдүүлэх явдал юм. Хэрэв та бага зэрэг бодож байгаа бол хоёр дахь зүйл бол хоёр хуваагч ашиглан хяналтын хүчдэлийг тэнцүү хэмжээгээр бууруулах явдал юм. Энэ нь дараах байдалтай байж магадгүй юм.

Энэхүү схем нь энгийн бөгөөд товч байдлаараа сэтгэл татам боловч харамсалтай нь бодит ертөнцөд үүнийг хэрэгжүүлэх боломжгүй юм. Баримт нь бид хэдхэн милливольт харьцуулагч оролтын хоорондох хүчдэлийн зөрүүтэй тулгарч байна. Үүний зэрэгцээ хамгийн өндөр нарийвчлалын ангийн резисторуудын эсэргүүцлийн тархалт 0.1% байна. 2-оос 8 хүртэлх хамгийн бага зөвшөөрөгдөх хуваагдлын харьцаа, 10 кОм-ийн боломжийн хуваагч эсэргүүцэлтэй үед хэмжилтийн алдаа нь 3 мВ хүрэх бөгөөд энэ нь 17 мА гүйдлийн үед транзистор дээрх хүчдэлийн уналтаас хэд дахин их байна. Нарийвчлалтай олон эргэлттэй резистор ашиглаж байсан ч гэсэн түүний эсэргүүцлийг 0.01% -иас дээш нарийвчлалтайгаар сонгох боломжгүй тул хуваагчийн аль нэгэнд "тохируулагч" ашиглах нь ижил шалтгаанаар хасагдсан (нэмэхээ бүү мартаарай). цаг хугацаа ба температурын шилжилтийн тухай). Нэмж дурдахад, дээр дурдсанчлан, онолын хувьд энэ хэлхээ нь бараг "тоон" шинж чанартай тул шалгалт тохируулга хийх шаардлагагүй юм.

Дээр дурдсан бүх зүйл дээр үндэслэн практикт тэжээлийн хүчдэлийг нэмэгдүүлэх цорын ганц сонголт үлдсэн байна. Зарчмын хувьд энэ нь тийм ч асуудал биш юм, учир нь цөөн хэдэн хэсгийг ашиглан шаардлагатай хүчдэлийн өсгөгч хувиргагчийг бүтээх боломжийг олгодог асар олон тооны тусгай микро схемүүд байдаг. Гэхдээ дараа нь төхөөрөмжийн нарийн төвөгтэй байдал, түүний хэрэглээ бараг хоёр дахин нэмэгдэх бөгөөд би үүнээс зайлсхийхийг хүсч байна.

Бага чадлын өсгөгч хувиргагчийг бүтээх хэд хэдэн арга байдаг. Жишээлбэл, ихэнх нэгдсэн хөрвүүлэгчид чип дээр шууд байрлах "цахилгаан" унтраалгатай цувралаар холбогдсон жижиг индукцийн өөрөө индукцийн хүчдэлийг ашигладаг. Энэ арга нь харьцангуй хүчирхэг хувиргах, жишээлбэл, хэдэн арван миллиамперийн гүйдэл бүхий LED-ийг тэжээхэд зөвтгөгддөг. Манай тохиолдолд энэ нь илт илүүдэлтэй, учир нь бид зөвхөн нэг миллиамперийн гүйдлийг хангах хэрэгтэй. Хяналтын унтраалга, хоёр конденсатор, хоёр диод ашиглан тогтмол хүчдэлийг хоёр дахин нэмэгдүүлэх хэлхээ нь бидэнд илүү тохиромжтой. Түүний үйл ажиллагааны зарчмыг диаграмаас ойлгож болно.

Эхний мөчид транзистор унтрах үед ямар ч сонирхолтой зүйл тохиолддоггүй. Эрчим хүчний автобуснаас гарах гүйдэл нь D1 ба D2 диодоор гаралт руу дамждаг бөгөөд үүний үр дүнд C2 конденсатор дээрх хүчдэл нь оролтод нийлүүлсэн хэмжээнээс арай бага байна. Гэсэн хэдий ч, хэрэв транзистор нээгдвэл конденсатор C1 нь диод D1 ба транзистороор дамжин тэжээлийн хүчдэлд бараг цэнэглэгдэх болно (D1 ба транзисторын шууд уналтыг хассан). Одоо бид транзисторыг дахин хаавал цэнэглэгдсэн конденсатор C1 нь R1 резистор ба тэжээлийн эх үүсвэртэй цуваа холбогдсон байна. Үүний үр дүнд түүний хүчдэл нь тэжээлийн эх үүсвэрийн хүчдэлд нэмэгдэх бөгөөд R1 резистор ба диод D2-д тодорхой хэмжээний алдагдал хүлээсний дараа C2-ийг бараг хоёр дахин Uin цэнэглэнэ. Үүний дараа бүх мөчлөгийг дахин эхлүүлж болно. Үүний үр дүнд, хэрэв транзистор тогтмол шилжиж, C2-ээс эрчим хүч гаргаж авах нь тийм ч их биш бол 12 вольтоос та зөвхөн таван хэсгээс (түлхүүрийг тооцохгүй) 20 орчим вольтыг авах болно, тэдгээрийн дотор нэг ч ороомог байдаггүй. эсвэл хэмжээст элемент.

Ийм дублерыг хэрэгжүүлэхийн тулд аль хэдийн жагсаасан элементүүдээс гадна хэлбэлзлийн генератор ба түлхүүр өөрөө хэрэгтэй. Энэ нь маш олон нарийн ширийн зүйл мэт санагдаж болох ч үнэндээ тийм биш, учир нь бидэнд хэрэгтэй бараг бүх зүйл байгаа. LM393 нь хоёр харьцуулагчтай гэдгийг мартаагүй гэж найдаж байна уу? Тэгээд одоог хүртэл бид зөвхөн нэгийг нь ашиглаад яах вэ? Эцсийн эцэст, харьцуулагч нь бас өсгөгч бөгөөд хэрэв та үүнийг хувьсах гүйдлийн эерэг санал хүсэлтээр бүрхвэл энэ нь генератор болж хувирна гэсэн үг юм. Үүний зэрэгцээ түүний гаралтын транзистор нь тогтмол нээгдэж, хаагдах бөгөөд давхар түлхүүрийн үүргийг төгс гүйцэтгэдэг. Төлөвлөгөөгөө хэрэгжүүлэх гэж оролдоход бид дараах зүйлийг олж авдаг.

Эхлээд генераторыг ашиглалтын явцад бий болгодог хүчдэлээр тэжээх санаа нь нэлээд зэрлэг мэт санагдаж магадгүй юм. Гэсэн хэдий ч, хэрэв та анхааралтай ажиглавал генератор D1 ба D2 диодоор дамжуулан эрчим хүчийг эхэндээ хүлээн авдаг бөгөөд энэ нь түүнийг эхлүүлэхэд хангалттай юм. Үүссэний дараа давхар төхөөрөмж ажиллаж эхлэх бөгөөд тэжээлийн хүчдэл ойролцоогоор 20 вольт хүртэл жигд нэмэгддэг. Энэ процесс нь нэг секундээс илүүгүй хугацаа шаардагддаг бөгөөд үүний дараа генератор ба түүнтэй хамт эхний харьцуулагч нь хэлхээний ажиллах хүчдэлээс хамаагүй их хүчийг хүлээн авдаг. Энэ нь хээрийн нөлөөллийн транзисторын эх үүсвэр болон гадагшлуулах хүчдэлийн зөрүүг шууд хэмжиж, зорилгодоо хүрэх боломжийг бидэнд олгож байна.

Манай шилжүүлэгчийн эцсийн диаграмм энд байна:

Энэ талаар тайлбарлах зүйл үлдсэнгүй, бүх зүйлийг дээр дурдсан болно. Таны харж байгаагаар төхөөрөмж нь нэг тохируулагч элемент агуулаагүй бөгөөд хэрэв зөв угсарвал тэр даруй ажиллаж эхэлдэг. Аль хэдийн танил болсон идэвхтэй элементүүдээс гадна зөвхөн хоёр диод нэмсэн бөгөөд үүнд та хамгийн багадаа 25 вольтын урвуу хүчдэл, 10 мА гүйдэл бүхий бага чадлын диодыг ашиглаж болно (жишээлбэл, өргөн хүрээний диодууд). хуучин эх хавтангаас салгаж болох 1N4148 ашигласан).

Энэ хэлхээг талхны самбар дээр туршсан бөгөөд энэ нь бүрэн ажиллагаатай болох нь батлагдсан. Хүлээн авсан параметрүүд нь хүлээлттэй бүрэн нийцэж байна: хоёр чиглэлд шууд шилжих, ачааллыг холбоход хангалтгүй хариу үйлдэл үзүүлэхгүй, батерейгаас гүйдлийн зарцуулалт ердөө 2.1 мА байна.

Хэвлэмэл хэлхээний самбарын зохион байгуулалтын сонголтуудын нэг нь мөн багтсан болно. 300 dpi, эд ангиудын хажуу талаас харах (тиймээс та толин тусгал дээр хэвлэх хэрэгтэй). Хээрийн эффектийн транзисторыг дамжуулагч тал дээр суурилуулсан.

Суулгахад бүрэн бэлэн болсон угсарсан төхөөрөмж:

Би үүнийг хуучин хэв маягаар холбосон тул энэ нь бага зэрэг муруй болсон боловч төхөөрөмж нь хэт халалтын шинж тэмдэггүйгээр 15 ампер хүртэлх гүйдэлтэй хэлхээнд хэдэн өдрийн турш үүргээ тогтмол гүйцэтгэж байна.

= ([Халуун цэгийн температур, grC] - [Хүйтэн цэгийн температур, grC]) / [Эрчим хүчний алдагдал, В]

Энэ нь хэрэв дулааны хүч X W нь халуун цэгээс хүйтэн цэг рүү хүрч, дулааны эсэргүүцэл нь Y grC / W байвал температурын зөрүү нь X * Y grC болно гэсэн үг юм.

Эрчим хүчний элементийн хөргөлтийг тооцоолох томъёо

Цахим цахилгаан элементийн дулааныг зайлуулах тооцооны хувьд дараах байдлаар томъёолж болно.

[Эрчим хүчний элементийн болор температур, грС] = [Орчны температур, грС] + [Эрчим хүчний алдагдал, В] *

Хаана [ Дулааны нийт эсэргүүцэл, grC / W] = + [Кейс ба радиаторын хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W] + (радиатортой тохиолдолд),

эсвэл [ Дулааны нийт эсэргүүцэл, grC / W] = [Кристал ба корпусын хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W] + [Орон сууц ба хүрээлэн буй орчны хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W] (радиаторгүй тохиолдолд).

Тооцооллын үр дүнд бид лавлах номонд заасан зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнээс бага болор температурыг олж авах ёстой.

Тооцоолох өгөгдлийг хаанаас авах вэ?

Маяг ба хайрцагны хоорондох дулааны эсэргүүцэлЭрчим хүчний элементүүдийн хувьд ихэвчлэн лавлах номонд өгөгдсөн байдаг. Мөн үүнийг дараах байдлаар тэмдэглэв.

Лавлах ном нь K/W эсвэл K/W хэмжилтийн нэгжийг агуулж байгаа тул андуурч болохгүй. Энэ нь энэ утгыг Келвин тутамд ваттаар өгсөн, grZ per W-д энэ нь яг ижил байх болно, өөрөөр хэлбэл X K/W = X grZ/W гэсэн үг.

Ихэвчлэн лавлах номууд нь технологийн өөрчлөлтийг харгалзан энэ утгын хамгийн их утгыг өгдөг. Бид хамгийн муу тохиолдолд тооцоо хийх ёстой тул энэ нь бидэнд хэрэгтэй зүйл юм. Жишээлбэл, SPW11N80C3 хүчирхэг талбарт транзисторын талст ба биеийн хоорондох хамгийн их дулааны эсэргүүцэл нь 0.8 GHz/W,

Хайрцаг ба халаагчийн хоорондох дулааны эсэргүүцэлорон сууцны төрлөөс хамаарна. Ердийн хамгийн их утгыг хүснэгтэд үзүүлэв.

TO-3	1.56
TO-3P	1.00
TO-218	1.00
TO-218FP	3.20
TO-220	4.10
TO-225	10.00
TO-247	1.00
DPACK	8.33

Тусгаарлагч жийргэвч.Бидний туршлагаас харахад зөв сонгосон, суурилуулсан тусгаарлагч жийргэвч нь дулааны эсэргүүцлийг хоёр дахин нэмэгдүүлдэг.

Хэсэг/халаагч ба орчны хоорондох дулааны эсэргүүцэл. Энэхүү дулааны эсэргүүцлийг ихэнх төхөөрөмжүүдэд хүлээн зөвшөөрөгдсөн нарийвчлалтайгаар тооцоолоход хялбар байдаг.

[Дулааны эсэргүүцэл, grC / W] = [120, (грК * кв. см) / В] / [Радиаторын талбай эсвэл элементийн биеийн металл хэсэг, кв. см].

Энэхүү тооцоо нь байгалийн (конвекц) эсвэл хиймэл агаарын урсгалын тусгай нөхцлийг бүрдүүлэхгүйгээр элементүүд болон радиаторуудыг суурилуулсан нөхцөлд тохиромжтой. Коэффицентийг өөрөө бидний практик туршлагаас сонгосон.

Ихэнх радиаторуудын техникийн үзүүлэлтүүд нь радиатор ба хүрээлэн буй орчны хоорондох дулааны эсэргүүцлийг агуулдаг. Тиймээс тооцоололд энэ утгыг ашиглах шаардлагатай байна. Радиатор дээрх хүснэгтэн мэдээлэл олдохгүй тохиолдолд л энэ утгыг тооцоолох хэрэгтэй. Хөгжлийн дээжийг цуглуулахын тулд бид ихэвчлэн ашигласан радиаторыг ашигладаг тул энэ томъёо нь бидэнд маш их тусалдаг.

Хэвлэмэл хэлхээний самбарын контактуудаар дулаан ялгарах тохиолдолд контактын талбайг тооцоонд ашиглаж болно.

Цахим элементийн терминалуудаар (ихэвчлэн харьцангуй бага чадалтай диод ба zener диод) дулаан ялгарах тохиолдолд терминалын талбайг терминалын диаметр ба уртаас хамааруулан тооцоолно.

[Терминал талбай, кв. см.] = Pi * ([ Баруун талын урт, см.] * [Баруун терминалын диаметр, см.] + [Зүүн талын урт, см.] * [Зүүн терминалын диаметр, см.])

Радиаторгүй zener диодоос дулааныг зайлуулах тооцооны жишээ

Зенер диод нь 1 мм диаметртэй, 1 см урттай хоёр терминалтай байг, 0.5 Вт-ыг сарниулна. Дараа нь:

Терминалын талбай нь ойролцоогоор 0.6 хавтгай дөрвөлжин метр болно. см.

Кейс (терминалууд) болон хүрээлэн буй орчны хоорондох дулааны эсэргүүцэл нь 120 / 0.6 = 200 байна.

Кристал ба хайрцаг (терминал) хоорондын дулааны эсэргүүцлийг энэ тохиолдолд үл тоомсорлож болно, учир нь энэ нь 200-аас бага байна.

Төхөөрөмжийг ажиллуулах хамгийн дээд температур нь 40 грС байна гэж үзье. Дараа нь болор температур = 40 + 200 * 0.5 = 140 грС, энэ нь ихэнх zener диодуудад зөвшөөрөгдөх боломжтой.

Дулаан шингээгчийн онлайн тооцоо - радиатор

Хавтан радиаторуудын хувьд хавтангийн хоёр талын талбайг тооцоолох хэрэгтэй гэдгийг анхаарна уу. Дулаан задлахад ашигладаг ПХБ ул мөрийн хувьд зөвхөн нэг талыг нь авах шаардлагатай, учир нь нөгөө тал нь хүрээлэн буй орчинтой харьцдаггүй. Зүү радиаторуудын хувьд нэг зүүний талбайг ойролцоогоор тооцоолж, энэ хэсгийг зүүний тоогоор үржүүлэх шаардлагатай.

Радиаторгүйгээр дулааныг зайлуулах онлайн тооцоо

Нэг радиатор дээр хэд хэдэн элемент.

Хэрэв нэг дулаан шингээгч дээр хэд хэдэн элемент суурилуулсан бол тооцоо дараах байдалтай байна. Эхлээд бид радиаторын температурыг томъёогоор тооцоолно.

[Радиаторын температур, грС] = [Орчны температур, грС] + [Радиатор ба хүрээлэн буй орчны хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W] * [Нийт хүч, Вт]

[Кристал температур, грС] = [Радиаторын температур, грС] + ([Кристал ба элементийн биеийн хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W] + [Элементийн бие ба радиаторын хоорондох дулааны эсэргүүцэл, grC / W]) * [Элементээс ялгарах хүч, В]

Дээр дурдсан хэлхээнүүдээс харахад өндөр чадлын транзистор эсвэл VHF эсвэл олон ваттын хүчийг сарниулах цахилгаан шулуутгагч зэрэг өндөр гүйдлийн төхөөрөмжүүдийг ашиглах шаардлагатай байдаг. Хямд, маш түгээмэл өндөр чадлын транзистор, зөв ​​суурилуулсан 2N3055 нь 115 ватт хүртэл хүчийг зарцуулдаг. Бүх хүчирхэг төхөөрөмжүүд нь металл гадаргуу болон гадаад радиаторын хоорондох дулааны холбоог хангадаг орон сууцанд үйлдвэрлэгддэг. Ихэнх тохиолдолд төхөөрөмжийн металл гадаргуу нь терминалуудын аль нэгэнд цахилгаанаар холбогддог (жишээлбэл, цахилгаан транзисторт энэ нь коллекторт үргэлж холбогдсон байдаг).

Зарчмын хувьд дулаан шингээгчийн ажил нь транзистор эсвэл бусад төхөөрөмжүүдийн уулзваруудыг тогтоосон хамгийн дээд температураас хэтрэхгүй температурт байлгах явдал юм. Металл хайрцагт цахиурын транзисторын хувьд уулзварын хамгийн их температур нь ихэвчлэн 200 ° C, хуванцар хайрцагт транзисторын хувьд 150 ° C байдаг. Эдгээр параметрүүдийг мэдэхийн тулд дулаан шингээгчийг зохион бүтээх нь энгийн зүйл юм: тухайн хэлхээнд төхөөрөмж тараах хүчийг мэдэж, транзистор, радиаторын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, хамгийн их ажиллах температурыг харгалзан уулзваруудын температурыг тооцоолно. транзисторыг тойрсон орчин. Дараа нь бид уулзварын температур нь үйлдвэрлэгчийн заасан дээд хэмжээнээс хамаагүй бага байхаар радиаторыг сонгоно. Хамгийн их температурт транзистор хурдан бүтэлгүйтдэг тул үүнийг аюулгүй тоглох нь ухаалаг хэрэг юм.

Дулааны эсэргүүцэл.Радиаторыг тооцоолохдоо дулааны эсэргүүцлийг Θ ашигладаг бөгөөд энэ нь градусын температурын зөрүүг дамжуулсан чадалтай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна. Хэрэв дулаан дамжуулалт нь зөвхөн дулаан дамжуулалтаар явагддаг бол дулааны эсэргүүцэл нь температураас хамаардаггүй тогтмол утга бөгөөд зөвхөн дулааны контактын төхөөрөмжөөс хамаарна. Цуврал дулааны контактуудын хувьд нийт температурын эсэргүүцэл нь тусдаа холболтын дулааны эсэргүүцлийн нийлбэртэй тэнцүү байна. Тиймээс радиатор дээр суурилуулсан транзисторын хувьд p-n уулзвараас гадаад орчинд дулаан дамжуулах үеийн нийт дулааны эсэргүүцэл нь уулзварын дулааны эсэргүүцлийн нийлбэртэй тэнцүү байна - орон сууц Θ pc, холболтын орон сууц - радиатор Θ cr ба шилжилтийн радиатор - дунд Θ pc. Тиймээс p-n уулзварын температур тэнцүү байх болно

T p =T s + (Θ pc + Θ cr + Θ rs)P

Энд P - эрчим хүчний алдагдал

Нэг жишээ авч үзье. Өмнө нь танилцуулсан гадаад дамжуулагч транзистор бүхий цахилгаан тэжээлийн хэлхээ нь тогтворгүй оролтын хүчдэл +15 В (10 В хүчдэлийн уналт, 2 А) үед транзистор дээр 20 Вт-ын хамгийн их эрчим хүчний алдагдалтай байдаг. Энэ хэлхээ нь 50 ° C-ийн орчны температурт ажиллах ёстой гэж үзье - авсаархан электрон төхөөрөмжийн хувьд тийм ч боломжгүй зүйл биш - уулзварын температурыг 150 ° C-аас доош байлгахыг хичээ, өөрөөр хэлбэл. үйлдвэрлэгчийн заасан 200°С-аас хамаагүй бага. Уулзвараас орон сууц хүртэлх дулааны эсэргүүцэл нь 1.5 ° C / Вт байна. Цахилгаан тусгаарлагч, дулааны контактаар хангадаг тусгай жийргэвчээр суурилуулсан TO-3 багц дахь хүчирхэг транзистор нь хайрцагнаас радиатор хүртэл 0.3 ° C / Вт хэмжээтэй дулааны эсэргүүцэлтэй байдаг. Эцэст нь хэлэхэд, Wakefield радиатор, загвар 641 (Зураг. 6.6) 2.3 ° C / Вт дарааллаар гадаад орчинтой хил дээр дулааны эсэргүүцэлтэй байна. Тиймээс p-n уулзвар ба гадаад орчны хоорондох нийт дулааны эсэргүүцэл нь 4.1 ° C / W-тэй тэнцүү байх болно. 20 Вт-ын эрчим хүчний алдагдалтай үед уулзварын температур нь орчны температураас 84 ° C өндөр байх болно, өөрөөр хэлбэл. 134 ° C-тай тэнцүү байх болно (энэ тохиолдолд хамгийн их гадаад температурт). Тиймээс, сонгосон радиатор нь тохиромжтой бөгөөд хэрэв та зай хэмнэх шаардлагатай бол арай бага хэмжээгээр сонгож болно.

Радиаторуудын талаархи тэмдэглэл.

1. Хэдэн зуун ватт гэх мэт их хэмжээний эрчим хүчний алдагдал шаардагддаг хэлхээнд албадан агаар хөргөх шаардлагатай байж болно. Энэ зорилгоор фенүүдтэй ажиллах зориулалттай том радиаторуудыг үйлдвэрлэдэг бөгөөд радиатораас гадаад орчинд маш бага дулааны эсэргүүцэлтэй байдаг - 0.05-аас 0.2 ° С / Вт хүртэл.

2. Хэрэв транзисторыг радиатораас цахилгаанаар тусгаарлах шаардлагатай бол ихэвчлэн шаардлагатай байдаг, ялангуяа нэг радиатор дээр хэд хэдэн транзистор суурилуулсан бол транзистор ба радиаторуудын хооронд нимгэн тусгаарлагч зай, түүнчлэн бэхэлгээний эрэгт тусгаарлагч доторлогоог ашиглана. Жийргэвч нь стандарт транзисторын орон сууцанд зориулагдсан бөгөөд гялтгануур, тусгаарлагдсан хөнгөн цагаан, бериллийн давхар исэл Be0 2-ээр хийгдсэн байдаг. Дулаан дамжуулагч тосолгооны материалыг ашиглах үед тэдгээр нь 0.14 ° C / Вт (бериллий) - 0.5 ° C / Вт хүртэл нэмэлт дулааны эсэргүүцлийг бий болгодог. Гялтгануур жийргэвч ба тосолгооны материалын сонгодог хослолын сайн хувилбар нь дулаан дамжуулагч нэгдлийн дисперсийн бүрээстэй тосолгооны материалыг ашиглахгүйгээр цахиурын органик нэгдлүүд дээр суурилсан тусгаарлагч байж болно; Энэ нь ихэвчлэн борын нитрид эсвэл хөнгөн цагаан исэл юм. Эдгээр тусгаарлагч нь цэвэр, хуурай, хэрэглэхэд хялбар, гар, хувцас, цахилгаан хэрэгсэлд цагаан наалдамхай зүйл авахгүй бөгөөд та маш их цаг хэмнэдэг. Эдгээр тусгаарлагчийн дулааны эсэргүүцэл нь 0.2 - 0.4 ° C / Вт, өөрөөр хэлбэл "бохир" аргын утгатай харьцуулж болно. Bergquist бүтээгдэхүүнээ “Sil-pad”, Chomerics нь “Cho-Therm”, SPC-ийн бүтээгдэхүүнийг “Koolex”, Xhermalloy нь “Thermasil” гэж нэрлэдэг. Эдгээр бүх тусгаарлагчийг бид ажилдаа амжилттай ашигладаг.

3. Жижиг радиаторууд нь жижиг хэмжээтэй транзисторын гэрт (стандарт TO-5-тай төстэй) энгийн хавсралт хэлбэрээр үйлдвэрлэгддэг. Бага эрчим хүч (1 - 2 Вт) зарцуулсан тохиолдолд энэ нь хангалттай бөгөөд транзисторыг радиаторын хаа нэг газар суурилуулж, дараа нь утсыг хэлхээнд буцааж чирэх шаардлагагүй болно. жишээ, 6.6-р зургийг үз). Нэмж дурдахад, хуванцар хайрцагт (олон тогтворжуулагчид, хүчирхэг транзисторуудад ийм тохиолдлууд байдаг) хүчирхэг IC-тэй ажиллахад зориулагдсан янз бүрийн төрлийн жижиг радиаторууд байдаг бөгөөд тэдгээрийг IC хайрцагны доор самбар дээр шууд суурилуулсан байдаг. Энэ нь цахилгаан зарцуулалт хэдхэн ваттаас хэтрэхгүй хэлхээнд маш тохиромжтой (жишээ нь, мөн 6.6-р зургийг үз).

4. Заримдаа хүчирхэг транзисторыг төхөөрөмжийн явах эд анги эсвэл биед шууд суурилуулах нь тохиромжтой байдаг. Энэ тохиолдолд халаасан хайрцаг нь бусад хэлхээний элементүүдийг халааж, ашиглалтын хугацааг богиносгодог тул дизайны консерватив аргыг ашиглах нь дээр (хэрэв хүйтэн байх ёстой).

5. Хэрэв транзистор нь тусгаарлагчгүй радиатор дээр суурилагдсан бол радиаторыг явах эд ангиас тусгаарлах ёстой. Мэдээжийн хэрэг транзисторын бие нь онолын хувьд үндэслэлгүй бол тусгаарлах зайг ашиглахыг үргэлж зөвлөж байна (жишээлбэл, Wakefield 103 загвар). Хэрэв транзистор нь халаагуураас тусгаарлагдсан бол халаагуурыг явах эд анги руу шууд холбож болно. Гэхдээ хэрэв транзистор төхөөрөмжөөс цухуйсан бол (түүний радиаторыг арын хананы гадна багана дээр суурилуулсан) хэн ч санамсаргүйгээр хүрч, газардуулахгүйн тулд энэ транзисторыг тусгаарлах нь зүйтэй юм (та тусгаарлах боломжтой). жишээ нь Thermalloy 8903N жийргэвчтэй).

6. Радиаторын дулааны эсэргүүцэл - радиаторын сэрвээг босоо тэнхлэгт суурилуулж, хөндлөнгийн оролцоогүйгээр агаараар үлээлгэх үед гадаад орчныг ихэвчлэн заадаг. Хэрэв радиаторыг өөр аргаар суурилуулсан эсвэл агаарын урсгалын замд саад тотгор байгаа бол радиаторын үр ашиг буурдаг (дулааны эсэргүүцэл нэмэгддэг); Төхөөрөмжийн арын хананд радиаторыг бэхлэх нь хамгийн сайн арга бөгөөд сэрвээг босоо байдлаар байрлуулна.

Цагаан будаа. 6.6. Хүчтэй транзисторуудад зориулсан радиаторууд. Үйлдвэрлэгчид: I - IERC, T - Thermalloy, W - Wakefield, (хэмжээг инчээр өгсөн, 1" = 25.4 мм).

Дасгал 6.2.Транзистор 2N5320. 17.5 ° C / Вт-ийн уулзварын дулааны эсэргүүцэл нь IERC TXBF төрлийн зөөврийн радиатороор тоноглогдсон (6.6-р зургийг үз). Шилжилтийн хамгийн их зөвшөөрөгдөх температур нь 200 ° C байна. 25°С-ийн гаднах температурт ийм бүтэц нь хэр их хүч зарцуулж чадах вэ? Орчны температур нэмэгдэх тусам энэ хүч хэрхэн буурдаг вэ?

10.1. Радиаторуудын зорилго- хагас дамжуулагч төхөөрөмжөөс дулааныг зайлуулах, энэ нь p-n уулзваруудын температурыг бууруулж, улмаар төхөөрөмжийн ашиглалтын параметрүүдэд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулах боломжийг олгодог. Хавтан, сэрвээтэй, зүүтэй радиаторуудыг ашигладаг.Дулаан алдалтыг сайжруулахын тулд хагас дамжуулагч төхөөрөмжийг радиатор руу шууд холбох нь зүйтэй.Хэрэв төхөөрөмжийг явах эд ангиас цахилгаан тусгаарлах шаардлагатай бол радиаторыг тусгаарлагчаар дамжуулан явах эд ангид холбодог. жийргэвч. Радиаторын дулаан ялгаруулах чадвар нь радиаторыг хийсэн материалын (эсвэл түүний гадаргуу) хар байдлын зэргээс хамаарна.

Харын зэрэг өндөр байх тусам дулааныг илүү үр ашигтайгаар тараах болно.

10.2. Радиатор зүү-хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдэд маш үр дүнтэй дулаан шингээгч. Үүнийг хийхийн тулд 4-6 мм зузаантай дюралюминий хуудас, 3-5 мм диаметртэй хөнгөн цагаан утас хэрэгтэй.
Урьдчилан боловсруулсан радиаторын хавтангийн гадаргуу дээр тээглүүр, транзистор (эсвэл диод) терминал ба бэхэлгээний эрэгний нүхний байршлыг төв цоолтуураар тэмдэглэв. Цооногийн төвүүдийн хоорондох зай (давирхай) эгнээ ба эгнээ хоорондын зай нь ашигласан хөнгөн цагаан утасны диаметрээс 2-2.5 дахин их байх ёстой. Нүхний диаметрийг утсыг хамгийн бага зайтай оруулахаар сонгоно. Урвуу тал дээр нүхнүүд нь 1-1.5 мм-ийн гүнд гүнтэй байна.
80-100 мм урттай, В-10 мм диаметртэй ган бариулаар эрд хийдэг бөгөөд үүний тулд саваагийн төгсгөлд утасны диаметрээс 0.1 мм том диаметртэй нүх гаргадаг. Нүхний гүн нь ирээдүйн радиаторын тээглүүрүүдийн өндөртэй тэнцүү байх ёстой.

Цагаан будаа. 10.1. Радиаторын тээглүүрүүдэд зориулсан crimper

Дараа нь шаардлагатай тооны зүү хоосон зайг таслав. Үүнийг хийхийн тулд амны нүхэнд утсыг оруулаад утас таслагчаар таслуулж, амнаас цухуйсан үзүүрийн урт нь хавтангийн зузаанаас 1-1.5 мм-ээр их байна. Мандрелийг нүхийг дээшээ харсан нүхэнд хавчуулж, цоорхойг нүхэнд хийж, цухуйсан төгсгөлд нь хавтанг доош харуулан байрлуулж, алхаар хөнгөн цохиулж, нүхний нүхийг дүүргэхийг оролддог. Бүх зүүг ийм байдлаар суурилуулсан.
Зүү халаагчийг суурь хавтангийн нүхэнд тээглүүр суурилуулах арай өөр аргаар хийж болно. Ган хавчаарыг хийсэн бөгөөд 3 диаметртэй, 45 мм хүртэл урттай тээглүүрүүдийн зургийг Зураг дээр үзүүлэв. 10.1. Хавчаарын ажлын хэсэг нь хатуурсан байх ёстой. Радиаторын суурийн нүхэнд тээглүүр хийж, суурийг дөш дээр байрлуулж, тээглүүр дээр хавчуур хийж, алхаар цохино. Зүүний эргэн тойронд цагираган ховил үүссэн бөгөөд зүү нь өөрөө нүхэнд нягт бэхлэгдсэн байна.
Хэрэв хоёр талт радиатор хийх шаардлагатай бол ийм хоёр хавчаар шаардлагатай болно: тэдгээрийн аль нэгэнд нь тээглүүр хийж, нүхийг дээшээ харсан дөш дээр суурилуулж, радиаторын суурийг урсгасан, хоёр дахь нь хавчаарыг дээр нь тавьдаг. Дээд хавчаарыг алхаар цохисноор зүү нь хоёр талдаа нэгэн зэрэг бэхлэгддэг. Энэ аргыг хөнгөн цагаан болон зэсийн хайлшаас радиатор үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Эцэст нь гагнуурын тусламжтайгаар зүүг суулгаж болно. Үүнийг хийхийн тулд 2-4 мм диаметртэй зэс эсвэл гуулин утсыг материал болгон ашиглана. Зүүний нэг үзүүрийг хавтангийн зузаанаас 1-2 мм-ээс их урттай болгоно. Хавтан дахь нүхний диаметр нь лаазалсан зүү нь маш их хүчин чармайлтгүйгээр тэдгээрт багтах ёстой.
Суурийн нүхэнд шингэний урсгалыг шахаж (Хүснэгт 9.2), тээглүүр оруулж, тус бүрийг хүчирхэг гагнуурын төмрөөр гагнаж байна. Ажлын төгсгөлд радиаторыг ацетоноор угаана.

Цагаан будаа. 10.2. Хүчтэй транзисторын халаагуур

10.3. Хуудасны зэс радиатор P210, KT903 болон бусад ижил төстэй багцын хүчирхэг транзисторуудад зориулж 1-2 мм зузаантай хийж болно. Үүнийг хийхийн тулд 60 мм-ийн диаметртэй дугуйг зэсээр хайчилж, транзистор ба түүний утсыг бэхлэх нүхийг ажлын хэсгийн төвд тэмдэглэв. Дараа нь радиаль чиглэлд дугуйг 20 мм-ийн металл хайчаар хайчилж, тойргийн эргэн тойронд 12 хэсэгт хуваана. Транзисторыг суулгасны дараа сектор бүрийг 90 ° эргүүлж, дээшээ нугалав.

10.4. Хүчтэй транзисторуудад зориулсан радиатор KT903, KT908 болон бусад төрлийн ижил төстэй тохиолдолд 2 мм зузаантай хөнгөн цагаан хуудаснаас хийж болно (Зураг 10.2). Радиаторын заасан хэмжээсүүд нь 16 Вт хүртэл транзисторын хүчийг тараахад хангалттай цацрагийн гадаргуугийн талбайг хангадаг.

Цагаан будаа. 10.3. Бага чадлын транзисторын радиатор: a-scan; б - ерөнхий үзэл бодол

10.5. Бага чадлын транзисторын радиаторЗураг дээрх зургийн дагуу 0.5 мм зузаантай улаан зэс эсвэл гуулин хуудаснаас хийж болно. 10.3. Бүх зүслэгийг хийсний дараа зүсэгчийг тохирох диаметртэй мандал ашиглан хоолой руу өнхрүүлнэ. Дараа нь ажлын хэсгийг транзисторын биед нягт байрлуулж, хажуугийн бэхэлгээний чихийг нугалж хаврын цагирагаар дарна. Бөгж нь 0.5-1 мм диаметртэй ган утсаар хийгдсэн. Бөгжний оронд та зэс утсан боолт хэрэглэж болно. Дараа нь хажуугийн чихийг бөхийлгөж, ажлын хэсгийн зүссэн "өд" -ийг хүссэн өнцгөөр нь нугалж, радиатор бэлэн боллоо.

10.6. KT315, KT361 цувралын транзисторуудад зориулсан радиатортранзисторын орон сууцны өргөнөөс 2-3 мм өргөнтэй зэс, хөнгөн цагаан эсвэл цагаан тугалганы туузаар хийж болно (Зураг 10.4). Транзистор нь эпокси буюу дулаан дамжуулалт сайтай бусад цавуугаар радиатор руу наасан байна. Транзисторын орон сууц ба радиаторын хооронд илүү сайн дулаан холбоо барихын тулд контактын цэгүүдээс будагны бүрээсийг зайлуулж, радиатор руу суулгаж, хамгийн бага зайтай нааж байх шаардлагатай. Радиаторын доод ирмэгийг самбар дээр шүргэж, ердийнх шигээ радиатортай транзисторыг суурилуулна. Хэрэв туузны өргөн нь 7 мм, радиаторын өндөр (0.35 мм зузаантай цагаан тугалгатай хуудас металлаар хийсэн) 22 мм бол 500 мВт-ын сарниулах чадалтай бол транзистор байрлах газар дахь радиаторын температур. наасан байна 55 ° C-аас ихгүй байна.

10.7. "Эмзэг" металлаар хийсэн радиатор,жишээлбэл, хавтангийн багц хэлбэрээр хийсэн дуралюминий хуудаснаас (Зураг 10.5). Жийргэвч, радиаторын хавтанг хийхдээ нүхний ирмэг ба хавтангийн ирмэг дээр ямар ч хагарал байхгүй эсэхийг шалгах шаардлагатай. Жийргэвч ба хавтангийн холбогдох гадаргууг нарийн ширхэгтэй зүлгүүрээр сайтар зүлгэж, хавтгай шилэн дээр байрлуулна. Хэрэв транзисторын орон сууцыг төхөөрөмжийн их биеээс тусгаарлах шаардлагагүй бол радиаторыг төхөөрөмжийн биеийн хананд эсвэл тусгаарлагч жийргэвчгүйгээр дотоод хуваалт дээр суурилуулж болох бөгөөд энэ нь дулаан дамжуулалтыг илүү үр дүнтэй болгодог.

10.8. D226 төрлийн диодуудыг радиатор дээр суурилуулахэсвэл дулаан шингээгч хавтан дээр. Диодууд нь фланц ашиглан бэхлэгдсэн байна. Катодын терминалыг хамгийн ёроолд нь хазаж, ёроолыг цэвэр, тэгш гадаргуутай болтол нарийн ширхэгтэй зүлгүүрээр сайтар цэвэрлэнэ. Хэрэв катодын терминалыг орхих шаардлагатай бол радиаторыг терминалын нүхэнд өрөмдөж, доод талаас лакыг ацетоноор зайлуулж, диодын хажуугийн (хүрээ) ёроолтой сайтар зайлж, дулааны контактыг сайтар холбоно. радиатортай диод.

10.9. Сайжруулсан дулааны холбоотранзистор ба халаагч хоёрын хооронд транзистор дээр илүү их эрчим хүч зарцуулагдах болно.
Заримдаа, ялангуяа цутгамал радиаторыг ашиглах үед дулааны контактын цэг дэх хөндий болон бусад гадаргуугийн согогийг арилгах нь (үүнийг сайжруулахын тулд) хэцүү, заримдаа боломжгүй байдаг. Энэ тохиолдолд тугалган жийргэвч нь туслах болно. Хар тугалгатай хавтанг ойролцоогоор 10.5 мм-ийн зузаантай хоёр гөлгөр хавтгай баарны хооронд болгоомжтой өнхрүүлж эсвэл тэгшлээд, зайг шаардлагатай хэмжээ, хэлбэрт тохируулан хайчилж авна. Хоёр тал нь нарийн ширхэгтэй зүлгүүрээр цэвэрлэж, транзисторын доор суурилуулж, угсралтыг боолтоор сайтар шахдаг. Хар тугалганы дулаан дамжуулалт бага тул жийргэвч нь 1 мм-ээс ихгүй зузаантай байх ёстой.

10.10. Хөнгөн цагаан радиаторыг харлах.Радиаторын дулаан дамжуулах үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд түүний гадаргууг ихэвчлэн царцсан, харанхуй болгодог. Харлах боломжтой арга бол радиаторыг төмрийн хлоридын усан уусмалаар эмчлэх явдал юм.
Уусмалыг бэлтгэхийн тулд ижил хэмжээний төмрийн хлоридын нунтаг, ус шаардлагатай. Радиаторыг тоос шороо, шорооноос цэвэрлэж, бензин эсвэл ацетоноор сайтар цэвэрлэж, уусмалд дүрнэ. Уусмалыг 5-10 минут байлгана. Радиаторын өнгө нь хар саарал өнгөтэй. Боловсруулалтыг агааржуулалт сайтай газар эсвэл гадаа хийх ёстой.

ТА МЭДСЭН ҮҮ?

10.11. 0.5-1.0 мм диаметртэй зэс, гууль эсвэл хүрэл утсаар эрчилсэн спираль болох транзисторын металл биед торус ("жолооны хүрд") байрлуулах замаар бага чадлын транзисторуудын дулааны горимыг хөнгөвчлөх боломжтой.
10.12. Сайн радиатор нь төхөөрөмжийн металл хайрцаг эсвэл түүний дотоод хуваалт байж болно.
10.13. Радиаторын контакт дэвсгэрийн жигд байдлыг транзисторын суурийг бага зэрэг будгаар будаж, контактын дэвсгэрийн гадаргуу дээр түрхэх замаар шалгана. Холбоо барих цухуйсан хэсгүүд. Радиаторын дэвсгэр нь өнгөтэй болно.
10.14. Дулааны сайн контактыг хангахын тулд халаагчтай зэргэлдээх транзисторын гадаргууг силикон гэх мэт хатаахгүй тосолгооны материалаар тосолж болно. Энэ нь контактын дулааны эсэргүүцлийг нэгээс хагасаас хоёр дахин бууруулна.
10.15. Хөргөх нөхцлийг сайжруулахын тулд радиаторыг конвекцийн агаарын урсгалд саад учруулахгүйн тулд байрлуулах ёстой: радиаторын сэрвээ нь босоо, транзистор байрладаг тал нь доор эсвэл дээш биш харин хажуу талдаа байх ёстой.

Ихэнхдээ цахилгаан транзистор ашиглан хүчирхэг төхөөрөмжийг зохион бүтээх, эсвэл хэлхээнд хүчирхэг Шулуутгагч ашиглах үед бид нэгжээр хэмжигддэг, заримдаа хэдэн арван ваттаар хэмжигддэг маш их дулааны хүчийг тараах шаардлагатай болдог нөхцөл байдалтай тулгардаг.

Жишээлбэл, Fairchild Semiconductor-ын IGBT транзистор FGA25N120ANTD нь зөв суурилуулсан тохиолдолд 25 ° C-ийн температурт орон сууцанд 300 ватт дулааны хүчийг дамжуулах чадвартай! Хэрэв түүний корпусын температур 100 ° C байвал транзистор нь 120 ватт хүчийг өгөх боломжтой бөгөөд энэ нь бас маш их юм. Гэхдээ транзисторын бие нь энэ дулааныг дамжуулах чадвартай байхын тулд зарчмын хувьд түүнийг хугацаанаас нь өмнө шатаахгүйн тулд зохих нөхцлийг бүрдүүлэх шаардлагатай.

Бүх цахилгаан унтраалга нь гаднах дулаан шингээгч - радиатор дээр хялбархан суулгаж болох тохиолдолд үйлдвэрлэгддэг. Ихэнх тохиолдолд терминалын орон сууцанд байгаа түлхүүр эсвэл бусад төхөөрөмжийн металл гадаргуу нь энэ төхөөрөмжийн терминалуудын аль нэгэнд, жишээлбэл, транзисторын коллектор эсвэл ус зайлуулах хоолойд цахилгаанаар холбогддог.

Тиймээс радиаторын үүрэг бол транзистор, гол төлөв түүний үйл ажиллагааны уулзваруудыг зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнээс хэтрэхгүй температурт байлгах явдал юм.

Андрей Повни