Электроника автомобильных систем управления (стр. 8 )

Примечания: 1. Стабилитроны КС1 62А — КС21 ЗБ и КС170А — двуханодные.

2. Нст=,0,24-0,52 В.

3 В скобках указаны размеры сечения.

4. В числителе указан минимальный ток стабилизации, в знаменателе — максимальный.

Стабилитроны цепей управления. В зависимости от целевого назначения стабилитронов, используемых в цепях управления, к ним предъявляют различные требования по разбросу напряже­ния стабилизации, температурной стабильности, дифференциаль­ного сопротивления и т. д.

Если необходимо обеспечить минимальный разброс UcT и мак­симальную температурную стабильность опорного напряжения ста­билитрона, то следует применять прецизионные стабилитроны, лучше удовлетворяющие данным требованиям. В остальных слу­чаях можно рекомендовать применение стабилитронов общего назначения, которые имеют более широкую номенклатуру. Это, в частности, позволяет подобрать стабилитроны с параметрами, оптимальными для конкретных областей применения.

В табл. 14 и 15 приведены характеристики некоторых типов стабилитронов, которые могут быть рекомендованы для изделий автомобильной электронной аппаратуры. Из сопоставления данных табл. 14 и 15 следует, что у прецизионных стабилитронов допусти­мый разброс UCJ в 2 раза меньше, а величина o, uct на 1 — 2 по­рядка меньше, чем у стабилитронов общего назначения.

АКТИВНЫЕ КОМПЛЕКТУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Транзисторы

В автомобильной электронной аппаратуре в основном применяются биполярные транзисторы [24, 32]. Поэтому в настоя­щем разделе рассматриваются характеристики и даются рекомен­дации по применению транзисторов только этого типа.

Свойства транзисторов характеризуются большим числом пара­метров, однако-!не все из них являются определяющими при вы­боре того или иного типа транзистора для автомобильной элек­тронной аппаратуры. С учетом этого при рассмотрении транзисто­ров различного типа их оценку следует проводить по следующим параметрам:

максимально допустимым постоянному Iк max и импульсному IК и mах токам коллектора;

максимально допустимому постоянному току базы Iбmax;

напряжению насыщения коллектор — эмиттер Uкэ нас при за­данном токе коллектора;

напряжению насыщения база — эмиттер uбэ нас при заданных токах коллектора и базы;

максимально допустимому постоянному Uкэ max и импульсному Uкэ, и mах напряжениям коллектор — эмиттер;

максимально допустимым постоянному Uкв max и импульсному Uкв, итах напряжениям коллектор — база;

постоянному напряжению эмиттер — база U эб ;

обратному току коллектора Iкбо, который измеряется при от­ключенном эмиттере и подведении к переходу коллектор — база заданного напряжения обратной полярности;

обратному току эмиттера Iэбо, который измеряется при отклю­ченном коллекторе и подведении к переходу эмиттер — база задан­ного напряжения обратной полярности;

обратным токам коллектор — эмиттер при отключенной базе Iкэо, при заданном сопротивлении в цепи база — эмиттер IкэR и при непосредственном соединении между собой базы и эмиттера Iкэк. Эти токи измеряются при подведении к переходу эмиттер — коллектор заданного напряжения обратной полярности;

статическому коэффициенту передачи тока в схеме с общим эмиттером h21э , представляющему собой отношение постоянного тока коллектора к постоянному току базы при заданных постоян­ном напряжении коллектор — эмиттер Uкэ и токе эмиттера Iэ;

максимально допустимой постоянной рассеиваемой мощности транзистора Ртах;

рабочему температурному диапазону.

В автомобильной электронной аппаратуре транзисторы исполь­зуют в качестве элементов силовых цепей, усилительных устройств средней мощности, а также маломощных цепей управления. Соот­ветственно этим условиям применения ниже рассматриваются транзисторы различных типов.

Транзисторы силовых цепей. К силовым цепям изделий автомо­бильной электронной аппаратуры относятся цепи с токами нагруз­ки порядка нескольких ампер. При использовании транзисторов для коммутации таких токов нагрузки необходимо снизить до минимума мощность, рассеиваемую в транзисторе, во избежание недопустимого его перегрева, а также для уменьшения размеров охлаждающего радиатора.

Для реализации этого требования необходимо обеспечить рабо­ту транзистора в режиме с минимальным падением напряжения в его переходе эмиттер — коллектор. Таким режимом является ре­жим насыщения транзистора, поэтому при выборе типа транзи­стора для коммутации токов в силовых цепях, в первую очередь, следует оценивать величину Uкэнас. Следует, однако, иметь в виду, что в случае работы транзистора с высокой частотой комму­тации тока, в особенности при растянутых фронтах его изменения, основным фактором, определяющим величину рассеиваемой мощ­ности, являются потери энергии в периоды нарастания и уменьше­ния силы тока. Поэтому для данных условий работы транзистора наиболее важным его параметром является величина Рmах.

Выше уже отмечалось, что в бортовой сети автомобиля воз­можны значительные перенапряжения. Поэтому для транзисторов силовых цепей весьма важным параметром является напряжение Uкэ, итах - Чем выше коэффициент hz1э транзистора, тем меньший ток необходимо подавать в его базу для обеспечения режима насыщения транзистора при заданном токе нагрузки (токе коллек­тора). Соответственно уменьшается и мощность, рассеиваемая в элементах цепи управления силовым транзистором. Это позво­ляет использовать в данной цепи управляющие элементы (в том числе транзисторы) меньшей мощности.

Транзисторы, предназначенные в основном для применения в силовых цепях, используют и в некоторых устройствах, где токи нагрузки не превышают десятых долей ампера, но где транзи­сторы должны работать в активном режиме со значительным падением напряжения в цепи эмиттер — коллектор. В этом случае лимитирующим параметром транзистора становится величина Ртах - Такой режим, в частности, характерен для выходных тран­зисторов стабилизаторов напряжения, а также мощных эмиттер-ных повторителей.

Автомобильная электронная аппаратура не должна выходить из строя в случае ошибочного ее включения под напряжение обратной полярности. Наиболее просто эта задача решается уста­новкой в цепи питания аппаратуры полупроводникового диода. Однако в таком диоде имеется падение напряжения 0,8 — 1 В, что в некоторых случаях недопустимо. Кроме того, установка диода в силовой цепи приводит к значительному возрастанию мощности, рассеиваемой в аппаратуре, и, следовательно, увеличению ее нагрева.

Для обеспечения требуемой защиты элементов аппаратуры вместо диода может быть использован транзистор, переход эмиттер — коллектор которого включается в цепь питания аппаратуры. При правильно выбранных параметрах транзистора падение на­пряжения в его переходе эмиттер — коллектор может быть умень­шено до 0,2 — 0,3 В, а в некоторых случаях оказывается даже воз­можным совместить в транзисторе как основные его функции, так и функции защиты элементов цепей от напряжения обратной полярности. В обоих случаях обязательным условием является Применение транзисторов, у которых допустимое напряжение эмиттер — база не ниже напряжения источника питания аппа­ратуры.

В табл. 16 и 17 приведены характеристики некоторых типов мощных кремниевых транзисторов, которые могут быть рекомендо­ваны для применения в силовых цепях, а также устройствах ста­билизации напряжения и цепях усиления.

Транзисторы средней мощности. К этой группе условно могут быть отнесены транзисторы с максимальной силой постоянного тока Iкmах=0,3~0,8 А и рассеиваемой мощностью Ртах = 0,2ч-- l Вт. Их в основном применяют в качестве усилительных или коммутирующих элементов предвыходных каскадов усиления, а также в выходных цепях эмиттерных повторителей и стабилиза­торов напряжения небольшой мощности. Для транзисторов данной группы наряду со значениями Iк max и Рmах наиболее важными параметрами являются напряжение насыщения коллектор — эмит­тер Uкэ наг, постоянное напряжение эмиттер — база UЭБ , стати­ческий коэффициент передачи тока h21э, значения обратных токов IКБО и IЭБО.

Если источником питания транзисторов является непосредст­венно бортовая сеть автомобиля, то к числу наиболее важных параметров транзисторов следует отнести величины Uкэ, и max и Uкэmах, которые должны быть не ниже возможных уровней пере­напряжений в бортовой сети. В остальных случаях значение Uкэmах должно быть по крайней мере не ниже напряжения источ­ника питания транзисторов.

В табл. 18 приведены характеристики некоторых транзисторов, которые могут быть рекомендованы для применения в качестве усилительных и коммутирующих элементов устройств средней мощности.

Транзисторы малой мощности цепей управления. К данной группе условно можно отнести транзисторы с максимальной силой постоянного тока меньше 200 мА или с рассеиваемой мощностью ниже 250 мВт.

Для транзисторов этой группы наряду со значениями Iк max и Ртах наиболее важными являются следующие параметры: стати­ческий коэффициент передачи тока h21э, обратные токи Iкво и IЭБО; постоянное напряжение эмиттер — база U ЭБ ; напряжение насыщения коллектор — эмиттер Uкэ наг и база — эмиттер Uвэ нас-

Номенклатура выпускаемых транзисторов малой мощности весьма широка. Это позволяет, исходя из конкретных условий при­менения, выбрать наиболее соответствующий по параметрам тип транзистора. Вместе с тем в автомобильной электронной аппара­туре все же рекомендуется использовать ограниченную номенкла­туру таких транзисторов (см. табл. 18).

16. Характеристики транзисторов силовых цепей типа n-p-t

Тип транзистора	IК. А	IБ. А	Uкэ. В	UКЭ и max В	UЭБ, В	Температура окружающей среды, °С	Режим усиления	Я при 50°С, Вт	IКБО. МА	IЭБО, мА	IкэR мA	Диаметр, мм	Высота, мм
VA	икэ-в	Л21Э
КТ803А	10/5	-/1	60/2,5	80	4,5/ —	— 40 — +100	5	10	10 — 70	60 (30)		50	5	29	25,6
КТ805А	5/5	2/0,5	1/2,5	160	5/2,5	— 60 — +100	2	10	15	30(15)	60	100		28	23,5
КТ805АМ	5/5	2/0,5	1/2,5	160	5/2,5	— 60 — +100	2	10	15	30(15)	60	100	5	10Х16*2	4,8
КТ808АМ	10/6	4/0,6	120/ —	250	4/1,4	— 60 — +125	6	3	20	50		10	3	29	25,6
КТ815В	1,5/0,5	0,5/0,05	70/0,6		5/1,2	— 40 — +100	0,15	2	40	10*1	0,05			7,8х11*2	2,8
КТ815Г	1,5/0,5	0,5/0,05	100/0,6		5/1,2	— 40 — +100	0,15	2	30	10*1	0,05			7,8х11*2	2,8
КТ817В	3/3	1/0,3	60/1		5/1,5	— 60 — +125	2	2	20	25* *	0,1			7.8Х11*2	2,8
КТ817Г	3/3	1/0,3	100/1		5/1,5	— 60 — +125	2	2	15	25*1	0,1			7,8x11**	2,8
КТ827А	20/20	0,5/0,2	100/2,4	100	5/3	— 60 — +125	10	3	6000	125*1		2	3	39х26*2	10,3
КТ827Б	20/20	0,5/0,2	80/2,4	80	5/3	— 60 — +125	10	3	6000	125*1		2	3	39х26*2	10,3
КТ908А	10/10	5/2	100/1,5		5/2,3	— 60 — +125	10	2	8 — 60	50	25	300		. 29	25,6

*1 При температуре 25еС. *2 Размеры сечения.