Можно ли использовать светодиод в качестве стабилитрона? - можно причём не только светодиод, но и обычный диод.
Есть у меня такая, даже не очень старая книжка (2001 год).
В этой книге, есть достаточно любопытная схема блока питания с фиксированным выходным напряжением 3V и защитой от короткого замыкания.
Для нормальной работы стабилизатора напряжения после выпрямителя может быть от 4,5 до 10 вольт, но лучше если оно будет 5....6В - меньшая мощность источника теряется на тепловыделение транзистором VT1 при работе стабилизатора.
Выходное напряжение фиксированное - 3В. Ток в нагрузке - 200мA, с автоматической электронной защитой от перегрузки (Iз=250mA). Уровень пульсации выходного напряжения не превышает 8мВ.
Давайте попробуем разобраться, как она работает. Эту часть схемы с трансформатором и выпрямительным мостом, я разбирать не буду - в Интернете полно материала, как это всё работает в том числе данная информация есть и на моём канале.
Предлагаю сосредоточиться на том, как эта схема делает из 6V постоянного напряжения 3V. Ну и заодно разберём, как работает защита от короткого замыкания.
Поехали:
Транзистор T1 открыт - основной ток идет через него. Небольшой ток расходуется на открытие транзистора Т2, который управляет транзистором Т1. Светодиод D5 светится - с нагрузкой все в порядке.
Уменьшим сопротивление нагрузки (резистор R4).
Защита сработала. Светодиод D5 погас. Через нагрузку протекает совсем маленький ток порядка 26mA (амперметр М5).
Источник опорного напряжения в данной схеме реализован на резисторе R1, диодах D2, D1 и светодиоде D5.
И диоды и светодиод включены в ПРЯМОМ направлении.
Для того, чтобы через диод в прямом направлении начал протекать ток, напряжение на нем должно превысить некое определенное значение. У данного симулятора оно составляет 0.5V - у реальных выпрямительных диодов оно может чуть отличаться - но будет, что-то около этого значения. Таким образом на двух последовательно подключенных D2 D1 напряжение не сможет превысить значение 0.5+0.5 = 1V.
В схеме используется также светодиод D5 красного свечения АЛ307БМ
В документации нас должен интересовать вот этот параметр
Особенность светодиода в том, что при попытке увеличить на нем напряжение больше 2V - через него начнет протекать больший ток, и в какой-то момент напряжение при этом расти практически не будет. Если не понятно о чем речь - читайте мою статью про ВАХ.
Опять же, даже у светодиодов одного типа это значение может гулять в некоторых пределах.
В симуляторе это значение выставлено на 2.2V
2.2+0.5+0.5 = 3.2V
Для того, чтобы все это не сгорело - ток в этой цепи ограничен резистором R1.
Сейчас не проблема найти стабилитрон на напряжение 3.2V, но в те времена когда ходили мамонты при отсутствии стабилитрона его можно изготовить используя такой костыль из того, что есть под рукой. Собственно говоря это напряжение и открывает Т1 и Т2. Ток в цепи нагрузки есть.
Как работает защита? Измерим напряжение на диодах D3 и D4.
Пока нагрузка потребляет не большой ток:
- Для D3 3.0-2.5 = 0.5V - ток через этот диод протекает.
- Для D4 3.2-3.0 = 0.2V - через этот диод ток не течет.
Увеличим ток в нагрузке:
- Для D3 2.7-2.5 = 0.2V - ток больше не течет
- Для D4 3.1-2.7 = 0.4V - через этот диод пока не течет, но осталось всего 0.1V
При дальнейшем увеличения тока через нагрузку ток начинает протекать через D4. Напряжение на базе Т2 падает, оба транзистора закрываются светодиод гаснет.
На мой взгляд схема достаточно любопытная. Ваше мнение как обычно жду в комментариях.
Оглавление канала ТУТ
Всем удачи!