Voltage Regulators - 2

Voltage Regulators

Zener voltage regulator ဟာ shunt voltage regulator တမ်ိဳးျဖစ္ပါတယ္။ zener voltage regulator ေတြဟာ လုပ္ရလြယ္ၿပီး ေစ်းသက္သာတာေၾကာင့္ အသံုးမ်ားပါတယ္။ shunt voltage regulator ေတြရဲ႕ ေကာင္းတဲ့အခ်က္တခုကေတာ့ load current ေျပာင္းလဲမႈ့ကို source ကမသိေအာင္ ေဖ်ာက္ေပးထားႏိုင္တာပါ။ load current ေျပာင္းလဲမႈဟာ source current ကို မေျပာင္းေစႏိုင္တာေၾကာင့္ noise နဲေစပါတယ္။ shunt regulator ရဲ႕ အားနဲခ်က္ကေတာ့ current နဲနဲသာ သံုးႏိုင္တာပါဘဲ။ Load current မ်ားမယ္ ဒါမွမဟုတ္ input voltage ေျပာင္းလဲမႈမ်ားမယ္ဆိုရင္ zener diode ရဲ႕ power dissipation လိုအပ္ခ်က္မ်ားလာၿပီး ဝယ္ရလဲ ခက္လာပါတယ္။ ဒါကိုေက်ာ္လႊားႏိုင္တဲနည္း ၂ ခုရွိပါတယ္။

၁။ Zener ရဲ ခံႏိုင္တဲ့ current ကို BJT သို႔ MOSFET သံုးၿပီး ျမႇင္တင္တဲ့နည္းပါ။ ဒါကို Super zener circuit လို႔လဲေခၚပါတယ္။ ပံု(၁)

ပုံ(၁)

zener ကို transistor ရဲ႕ base နဲ႔ collector ၾကားမွာ series ဆက္သံုးျခင္းျဖင့္ zener ရဲ႕ ခံႏိုငမဲ့ Izmax ကို transistor ရဲ႕ current gain နဲ႔ တိုးေအာင္လုပ္ေပးႏိုင္ပါတယ္။ ဒီ Super zener ရဲ႕ Izmax ဟာ zener တခုထဲရဲ Izmax ထက္ β+1 အဆႀကီးပါတယ္။ β ဆိုတာ bjt ရဲ႕ current gain ပါ။ Vz= Vz + Vbe ရပါမယ္။
Vbe ဟာ transistor အမ်ိဳးအစားနဲ႔ base current ေပၚလိုက္ၿပီး 0.6 မွ 0.9 အထိရွိႏိုင္ပါတယ္။ power ပိုလိုခ်င္ရင္ darlinton pair သံုးႏိုင္ပါတယ္။ Izmax ဟာ ≈ β² ျဖစ္သြားပါမယ္။ Vz ≈ Vz + 2 Vbe ေလာက္ျဖစ္သြားပါမယ္။ Vbe တိုးသြားတာကို zener volt ေလွ်ာ့ၿပီး ျပင္ႏိုင္ေပမဲ့ Vbe ဟာ အပူခ်ိန္ေပၚ လိုက္ေျပာင္းတာမို႔ voltage regulation ကို က်ဆင္းေစပါတယ္။

Shunt Voltage Regulator Design Example

Design လိုအပ္ခ်က္ေတြက

Vo = 5 V

ILmax = 500 mA

ILmin = 10 mA

Vimax = 15 V

Vimin = 10 V

Vo = 5 V

Zener မပ်က္ေစရန္

Rs = ( Vimax-Vz)/(0.9 Izmax + ILmin)

Zener Dry မျဖစ္ေစရန္

Rs = ( Vimax-Vz)/(0.1Izmax + ILmax)

မွာ အစားထိုးတြက္ၾကည့္ရင္ ( Vo = Vz )

Izmax = 1.4143 Amp ရပါမယ္။

Rs = 7.7951 Ohm ရတဲ့အတြက္ အနီးစပ္ဆံုး E24 series ထဲမွ 7.5 Ohm သံုးပါမယ္။

Resistor ရဲ႕ ခံႏိုင္ရမဲ့ Power ကို တြက္ၾကည့္ရင္

P = (Vinmax - Vz)2 / Rs = 13.3 W ျဖစ္တဲ့ အတြက္ 15 W Resistor သံုးရပါမယ္။

လိုအပ္တဲ့ Zener ရဲ႕ power dissipation ကိုတြက္ၾကည့္ရင္

Pd = Vz Izmax = 7.015 Watts ရပါမယ္။

ပံု (၂) Zener Power Dissipation အမ်ားဆံုး အေျခအေန

ပံု (၃)Zener Dry ျဖစ္မည့္ အေျခအေန