حلبة سائق التتابع الترانزستور مع الصيغة والحسابات

في هذه المقالة سوف ندرس بشكل شامل دائرة سائق مرحل الترانزستور ونتعلم كيفية تصميم تكوينها من خلال حساب المعلمات من خلال الصيغ.

أهمية التتابع

تعتبر المرحلات من أهم المكونات في الدوائر الإلكترونية. تلعب المرحلات دورًا رئيسيًا في تنفيذ العمليات ، خاصة في الدوائر التي يتم فيها نقل الطاقة العالية أو تبديل حمل التيار المتردد الرئيسي.

هنا سوف نتعلم كيفية تشغيل المرحل بشكل صحيح باستخدام الترانزستور وتطبيق التصميم في النظام الإلكتروني لتبديل الحمل المتصل دون مشاكل.

لدراسة متعمقة حول كيفية عمل المرحل الرجاء قراءة هذا المقال

المرحل ، كما نعلم جميعًا ، هو جهاز كهروميكانيكي يستخدم في شكل مفتاح.

وهي مسؤولة عن تبديل الحمل الخارجي المتصل بجهات الاتصال الخاصة بها استجابةً لطاقة كهربائية أصغر نسبيًا يتم تطبيقها عبر ملف مرتبط.

في الأساس ، يتم لف الملف على قلب حديدي ، عندما يتم تطبيق DC صغير على الملف ، فإنه ينشط ويتصرف مثل المغناطيس الكهربائي.

تستجيب آلية التلامس المحملة بزنبرك الموضوعة على مقربة من الملف على الفور وتنجذب نحو قوة المغناطيس الكهربي للملف النشط. في الدورة ، يربط جهة الاتصال أحد الزوجين معًا ويفصل الزوج التكميلي المرتبط به.

يحدث العكس عندما يتم إيقاف تشغيل التيار المستمر إلى الملف وتعود جهات الاتصال إلى وضعها الأصلي ، وتوصيل المجموعة السابقة من جهات الاتصال التكميلية وقد تتكرر الدورة عدة مرات قدر الإمكان.

ستحتاج الدائرة الإلكترونية عادةً إلى سائق مرحل يستخدم مرحلة دائرة ترانزستور من أجل تحويل خرج تحويل التيار المستمر منخفض الطاقة إلى خرج تحويل التيار المتردد عالي الطاقة.

ومع ذلك ، فإن إشارات المستوى المنخفض من جهاز إلكتروني والتي يمكن اشتقاقها من مرحلة IC أو مرحلة ترانزستور منخفضة التيار قد تكون غير قادرة إلى حد كبير على قيادة مرحل مباشرة. لأن المرحل يتطلب تيارات أعلى نسبيًا والتي قد لا تكون متاحة عادةً من مصدر IC أو مرحلة ترانزستور ذات تيار منخفض.

من أجل التغلب على المشكلة المذكورة أعلاه ، تصبح مرحلة التحكم في الترحيل ضرورية لجميع الدوائر الإلكترونية التي تحتاج إلى هذه الخدمة.

سائق التتابع ليس سوى مرحلة ترانزستور إضافية متصلة بالمرحل الذي يحتاج إلى تشغيل. عادةً ما يتم استخدام الترانزستور فقط لتشغيل المرحل استجابةً للأوامر الواردة من مرحلة التحكم السابقة.

مخطط الرسم البياني

بالإشارة إلى مخطط الدائرة أعلاه ، نرى أن التكوين يتضمن فقط الترانزستور والمقاوم الأساسي والمرحل مع الصمام الثنائي flyback.

ومع ذلك ، هناك بعض التعقيدات التي يجب تسويتها قبل استخدام التصميم للوظائف المطلوبة:

نظرًا لأن جهد المحرك الأساسي للترانزستور هو المصدر الرئيسي للتحكم في عمليات الترحيل ، فيجب حسابه بشكل مثالي للحصول على أفضل النتائج.

معرّف قيمة المقاوم الأساسي الذي يتناسب طرديًا مع التيار عبر خيوط المجمع / الباعث للترانزستور أو بعبارة أخرى ، يصبح تيار ملف الترحيل ، وهو حمل المجمع للترانزستور ، أحد العوامل الرئيسية ، ويؤثر بشكل مباشر على القيمة من المقاوم الأساسي للترانزستور.

صيغة الحساب

يتم إعطاء الصيغة الأساسية لحساب المقاوم الأساسي للترانزستور بالتعبير:

R = (لنا - 0.6) hFE / لفائف التتابع الحالية ،

• حيث R = المقاوم الأساسي للترانزستور ،
• لنا = المصدر أو الجهد الزناد للمقاوم الأساسي ،
• hFE = كسب التيار الأمامي للترانزستور ،

يمكن اكتشاف التعبير الأخير وهو 'تيار الترحيل' عن طريق حل قانون أوم التالي:

I = Us / R ، حيث أنا تيار الترحيل المطلوب ، نحن هو جهد إمداد المرحل.

تطبيق عملي

يمكن التعرف على مقاومة ملف الترحيل بسهولة باستخدام مقياس متعدد.

سنكون أيضًا معلمة معروفة.

لنفترض أن العرض لنا = 12 فولت ، فإن مقاومة الملف هي 400 أوم ، إذن

التتابع الحالي I = 12/400 = 0.03 أو 30 مللي أمبير.

كما يمكن افتراض أن Hfe لأي ترانزستور ذو إشارة منخفضة قياسية يبلغ حوالي 150.

بتطبيق القيم المذكورة أعلاه في المعادلة الفعلية التي نحصل عليها ،

R = (Ub - 0.6) × Hfe ÷ ترحيل التيار

R = (12 - 0.6) 150 / 0.03

= 57000 أوم أو 57 كلفن ، وأقرب قيمة هي 56 ك.

الصمام الثنائي المتصل عبر ملف الترحيل على الرغم من أنه لا يرتبط بأي طريقة بالحساب أعلاه ، إلا أنه لا يزال لا يمكن تجاهله.

يتأكد الصمام الثنائي من أن المجال الكهرومغناطيسي العكسي الناتج من ملف الترحيل يتم قصه من خلاله ، ولا يتم إلقاؤه في الترانزستور. بدون هذا الصمام الثنائي ، سيحاول EMF الخلفي العثور على مسار من خلال باعث المجمع الخاص بالترانزستور وفي أثناء ذلك يؤدي إلى إتلاف الترانزستور بشكل دائم ، في غضون ثوانٍ.

حلبة سائق التتابع باستخدام PNP BJT

يعمل الترانزستور بشكل أفضل كمفتاح عندما يكون متصلاً بتكوين باعث مشترك ، مما يعني أن باعث BJT يجب أن يكون متصلاً دائمًا مباشرة بخط 'أرضي'. هنا يشير مصطلح 'الأرض' إلى الخط السلبي لـ NPN والخط الموجب لـ PNP BJT.

إذا تم استخدام NPN في الدائرة ، فيجب توصيل الحمل بالمجمع ، مما سيسمح بتشغيله / إيقاف تشغيله عن طريق تبديل خطه السلبي ON / OFF. تم شرح هذا بالفعل في المناقشات أعلاه.

إذا كنت ترغب في تبديل الخط الموجب ON / OFF ، فسيتعين عليك في هذه الحالة استخدام PNP BJT لقيادة التتابع. هنا قد يتم توصيل المرحل عبر الخط السلبي للإمداد وجامع PNP. يرجى الاطلاع على الشكل أدناه للحصول على التكوين الدقيق.

ومع ذلك ، سيحتاج PNP إلى مشغل سلبي في قاعدته للتشغيل ، لذلك إذا كنت ترغب في تنفيذ النظام بمشغل إيجابي ، فقد تضطر إلى استخدام مزيج من كل من NPN و PNP BJTs كما هو موضح في الشكل التالي:

إذا كان لديك أي استفسار محدد بخصوص المفهوم أعلاه ، فلا تتردد في التعبير عنه من خلال التعليقات للحصول على ردود سريعة.

سائق ترحيل موفر الطاقة

عادة ، يتم تحديد أبعاد جهد الإمداد لتشغيل المرحل لضمان سحب المرحل على النحو الأمثل. ومع ذلك ، فإن الجهد الاحتفاظ المطلوب عادة ما يكون أقل من ذلك بكثير.

هذا عادة لا يكون حتى نصف جهد السحب. نتيجة لذلك ، يمكن أن تعمل غالبية المرحلات دون مشاكل حتى عند هذا الجهد المنخفض ، ولكن فقط عندما يتم التأكد من أن جهد التنشيط الأولي مرتفع بشكل كافٍ للسحب.

قد تكون الدائرة الموضحة أدناه مثالية للمرحلات المحددة للعمل بقدرة 100 مللي أمبير أو أقل ، وبجهد إمداد أقل من 25 فولتًا. باستخدام هذه الدائرة ، يتم ضمان ميزتين: أولاً وقبل كل وظائف الترحيل التي تستخدم تيارًا منخفضًا بدرجة كبيرة عند 50٪ أقل من جهد الإمداد المقدر ، والتيار ينخفض ​​إلى حوالي 1/4 من التصنيف الفعلي للتتابع! ثانيًا ، يمكن استخدام المرحلات ذات معدل الجهد العالي مع نطاقات إمداد أقل. (على سبيل المثال ، مرحل 9 فولت مطلوب للعمل مع 5 فولت من مصدر TTL).

يمكن رؤية الدائرة موصلة بجهد إمداد قادر على تثبيت المرحل بشكل مثالي. خلال الوقت الذي يكون فيه S1 مفتوحًا ، يتم شحن C1 عبر R2 حتى جهد الإمداد. يقترن R1 بالطرف + ويظل T1 مغلقًا. في اللحظة التي يتم فيها تعيين S1 ، يتم توصيل قاعدة T1 بالتزويد المشترك من خلال R1 ، بحيث يتم تشغيلها وتشغيل التتابع.

يتصل الطرف الموجب لـ C1 بالأرض المشتركة من خلال المفتاح S1. بالنظر إلى أن هذا المكثف قد تم شحنه في البداية إلى جهد الإمداد ، فإن نهايته عند هذه النقطة تصبح سالبة. وبالتالي يصل الجهد عبر ملف الترحيل إلى ضعف جهد الإمداد ، وهذا يسحب في التتابع. يمكن بالتأكيد استبدال المحول S1 بأي ترانزستور للأغراض العامة يمكن تشغيله أو إيقاف تشغيله حسب الحاجة.