Le circuit à «diode zener» haute puissance utilisant un régulateur shunt à transistor présenté ici peut être utilisé pour obtenir en toute sécurité des sorties très précises, stabilisées en température et en tension à partir de sources de courant élevé.
Limitation normale de Zener
Les diodes Zener de faible puissance que nous utilisons normalement dans les circuits électroniques sont spécifiées pour fonctionner avec des courants faibles et ne peuvent donc pas être utilisées pour shunter ou stabiliser des alimentations à courant élevé.
Bien que des diodes Zener plus performantes soient disponibles, elles pourraient être relativement coûteuses. Néanmoins, il est en fait possible de créer une diode Zener haute puissance personnalisable en utilisant des transistors de puissance et un circuit intégré de régulateur shunt, comme indiqué ci-dessous:
Schéma
Utilisation d'un régulateur shunt
En regardant la figure, nous pouvons voir l'implication d'un circuit intégré de régulateur shunt spécialisé sous la forme de LM431 ou TL431, qui est essentiellement une diode Zener réglable de faible puissance.
Outre l'attribut de tension variable, l'appareil comprend également la fonction de produire une sortie stabilisée en température, ce qui signifie que les conditions de température ambiante n'influenceront pas les performances de cet appareil, ce qui n'est pas possible avec les diodes ordinaires.
Mais en ce qui concerne la capacité de gestion de la puissance, le dispositif TL431 n'est pas meilleur que l'homologue à diode Zener classique.
Cependant, lorsqu'il est combiné avec un transistor de puissance tel que le TIP147 illustré, l'unité se transforme en une unité de diode Zener très polyvalente, capable de shunter et de stabiliser les sources de courant élevé sans être endommagée.
Exemple d'application
Un exemple d'application classique de ce circuit peut être visualisé dans ce circuit de régulateur de shunt de moto où la conception est utilisée pour manœuvrer et protéger l'alternateur de motocyclette contre les CEM inversés élevés.
La conception peut également être essayée dans alimentations capacitives à courant élevé pour acquérir une sortie stabilisée sans surtension à partir de ceux-ci plutôt dangereux mais compacts alimentations sans transformateur .
D'autres applications appropriées de ce circuit polyvalent pourraient être pour contrôle des sorties d'éoliennes et comme contrôleur de charge électronique pour régulation de la puissance des hydro-générateurs .
Sans l'intégration TIP147, l'étage LM431 semble assez vulnérable, et la régulation est également développée uniquement à travers l'anode / cathode de l'appareil plutôt que sur les bornes d'alimentation principales.
Contrôle de puissance élevée
Avec le transistor de puissance intégré, le scénario change complètement et maintenant le transistor simule les résultats du régulateur shunt, dérivant le courant élevé de l'entrée aux niveaux corrects, comme spécifié par les configurations LM431.
Le diviseur de potentiel réalisé en utilisant les résistances 3k3 et 4k7 à l'entrée de référence du circuit intégré détermine essentiellement le seuil de déclenchement du circuit intégré, généralement la résistance supérieure peut être modifiée pour obtenir toute sortie de tension stabilisée zener souhaitée du circuit de transistor.
Les calculs détaillés des résistances peuvent être tirés de cette Fiche technique du régulateur shunt TL431
Remarque: Le TIP147 doit être monté sur un dissipateur thermique de type à ailettes sensiblement grand pour permettre un fonctionnement correct et optimal du circuit.
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