مدار کنترل کننده خطی با استفاده از دیود زنر

[Mehdi.Aref 26780]

برای کنترل سرعت یک موتور، میزان روشنایی یک لامپ رشته ای یا توان اعمال شده به بار می توان از یک مدار کنترل کننده خطی استفاده نمود که چنین مداری چیزی جز یک منبع تغذیه متغیر یا منبع ولتاژ متغیر نمی باشد. ساختارهای زیادی برای پیاده سازی منابع تغذیه متغیر با استفاده از عناصر گسترده یا مدارات مجتمع وجود دارند. چنین ساختارهایی می توانند در کاربردهای کنترل توان نظیر پروژه های روبوتیک و مکاترونیک برای طراح مفید واقع شوند.

منبع تغذیه متغیر نشان داده شده در شکل یک ساختار مرسوم با استفاده از یک دیود زنر به عنوان مرجع ولتاژ می باشد. این بلوک را می توان در کاربردهایی نظیر یک منبع تغذیه آزمایشگاهی برای تست مدارات و دستگاههایی که به جریانهای حداکثر 1A نیاز دارند، مورد استفاده قرار داد. همان گونه که در نقشه دوم نشان داده شده است، با اضافه کردن یک طبقه یکسوساز و یک ترانسفورمر این مدار به یک منبع تغذیه کامل تبدیل می شود.

 

 

وجود دیود زنر برای تعیین گستره ولتاژ خروجی مدار مهم است. این گستره از 0V شروع می شود و حد بالای آن به واسطه ولتاژ دیود زنر به اضافه 0.6V (افت ولتاژ روی اتصال امیتر- بیس ترانزیستور) تعیین می شود. به عنوان مثال، اگر از دیود زنر 12V استفاده گردد، منبع تغذیه ولتاژهایی در محدوده 0V تا 12.6V را تأمین خواهد نمود.

با استفاده از یک دیود 6 ولت 400 میلی وات می توان سرعت بارهای 6 ولتی را بدون خطر سوختن موتور بر اثر ولتاژ اضافی، حتی اگر ورودی بسیار بیش از 6V باشد، کنترل نمود. مقدار ولتاژ ورودی توصیه شده برای این ساختار حداقل 2V بیش از ولتاژ نامی خروجی و حداکثر دو برابر ولتاژ نامی خروجی می باشد. به عنوان مثال، اگر بار مورد نظر یک موتور 6 ولتی dc باشد، مقدار ورودی توصیه شده برای این مدار بین 8V و 12V می باشد.

ترانزیستور باید به گونه ای انتخاب شود که تحمل جریان عبوری را داشته باشد (به زودی جدول راهنما جهت انتخاب ترانزیستور مناسب جهت کاربردهای متفاوت در سایت قرار خواهد گرفت) هر نوع دیود 400mW یا 1W را می توان برای جریان خروجی حداکثر 1A مورد استفاده قرار داد. ترانزیستور باید به Heatsink متصل باشد.

از دیود زنرهایی در محدوده 3V تا 12V می توان استفاده نمود. برای آن که تأمین گستره ولتاژ مطلوب توسط مدار امکان پذیر باشد، باید مقادیر مختلف مقاومت R1 را در محدوده 470 اهم تا 2.2 کیلو اهم مورد آزمایش قرار دارد.