Virtuální laboratoř – MicroCap

Navrhovat elektronická schémata a obvody vyžaduje velkou řadu zkušeností, případně hodně času na počítaní. Naštěstí v dnešní době lze využít pokročilých softwarových řešení, díky kterým je možné do jisté míry eliminovat počet špatně navržených obvodů. Jedním z takovýchto softwarových řešení je MicroCap od společnosti Spectrum-Software.

Nejedná se sice o svobodný software, ani o software přímo portovaný na Linux, na druhou stranu ale výrobce nabízí časově neomezenou demo verzi. V Linuxu software funguje vcelku bez problémů pod wine. Demo verze je omezená na počet součástek ve schématech, to ale pro začátek není žádný problém.

V prvním díle bude zapojena zenerova dioda jako nejjednodušší stabilizátor napětí. Dále bude následovat několik dalších článků, kde k tomuto jednoduchému zdroji přibyde několik dalších obvodů tak, aby vznikl základ pro regulovatelný zdroj.

Nejčastější zapojení zenerovy diody je v takzvaném závěrném směru. Díky speciálnímu typu výroby je u zenerovy diody zaručeno jisté (celkem přesné) průrazné napětí. Zatímco u normálních diod je průrazné napětí v řádu desítek voltů, u zenerových diod lze při výrobě toto napětí regulovat již od jednotek voltů výše.

Na následujícím obrázku je základní zapojení diody jako stabilizátoru napětí. Zenerova dioda v zapojení má průrazné napětí 5.6V. Na zdroji stejnosměrného napětí je 6V, takže dioda je otevřená v závěrném směru.

Zenerova dioda v závěrném směruTento stav je charakteristický tím, že velmi prudce narůstá proud obvodem. V obvodě je zapojen odpor 100R v sérii se zenerovou diodou. Vzhledem k tomu, že je znám proud tekoucí obvodem, je možné spočítat sériový odpor zenerovy diody v závěrném směru, kdy už dochází k otevírání.

R = U/I – Rr => R = 6/(5.87*10^-3) – 100 = 922R

Pokud napětí klesne pod 5.6V, dioda se zavře a její odpor se zvýší na 375 093 673R. Na posledním obrázku je zobrazeno, co se děje v obvodu se střídavým napětím.

Stabilizace zenerovou diodouV1 je napětí na zenerově diodě, které je omezeno právě závěrným napětím diody na 5.6V. V2 je napětí na zdroji, stejnosměrná složka je 4V, amplituda střídavé složky jsou také 4V. Díky tomu se zenerova dioda otevírá a zavírá, čili omezuje maximální napětí.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *