همه تجهیزات الکترونیکی مدرن بر روی عناصری ساخته شده اند که نسبت به تامین برق حساس هستند. نه تنها عملکرد صحیح، بلکه عملکرد مدارها به طور کلی به آن بستگی دارد. بنابراین، اول از همه، دستگاه های الکترونیکی مجهز به تثبیت کننده های ثابت با افت ولتاژ کوچک هستند. آنها به شکل مدارهای مجتمع ساخته می شوند که توسط تولید کنندگان بسیاری در سراسر جهان تولید می شوند.
تنظیم کننده ولتاژ افت پایین چیست؟
تحت تثبیت کننده ولتاژ (SN) چنین دستگاهی را درک می کنید که وظیفه اصلی آن حفظ سطح ثابت مشخصی از ولتاژ بر روی بار است. هر تثبیت کننده دقت خاصی در صدور یک پارامتر دارد که با توجه به نوع مدار و اجزای موجود در آن تعیین می شود.
در داخل، MV مانند یک سیستم بسته به نظر می رسد، که در حالت اتوماتیک، ولتاژ خروجی متناسب با مرجع (مرجع) تنظیم می شود که توسط یک منبع خاص تولید می شود. این نوعتثبیت کننده ها جبرانی نامیده می شوند. در این مورد، عنصر کنترل (RE) یک ترانزیستور است - یک دوقطبی یا یک کارگر میدانی.
عنصر تنظیم ولتاژ می تواند در دو حالت مختلف (که توسط طرح ساخت تعیین می شود) کار کند:
- فعال;
- کلید.
حالت اول دلالت بر عملکرد مداوم RE دارد، دومی - عملکرد در حالت پالسی.
تثبیت کننده ثابت کجا استفاده می شود؟
تجهیزات رادیویی الکترونیکی نسل مدرن با تحرک در مقیاس جهانی مشخص می شوند. سیستم های قدرت دستگاه بر اساس استفاده از منابع جریان عمدتا شیمیایی ساخته شده اند. وظیفه توسعه دهندگان در این مورد، به دست آوردن تثبیت کننده هایی با پارامترهای کلی کوچک و کمترین تلفات برق ممکن است.
CH های مدرن در سیستم های زیر استفاده می شوند:
- امکانات ارتباطی سیار؛
- کامپیوترهای قابل حمل؛
- باتری های میکروکنترلر؛
- دوربین های امنیتی آفلاین؛
- سیستم ها و حسگرهای امنیتی مستقل.
برای حل مسائل برق رسانی الکترونیکی ثابت، از تنظیم کننده های ولتاژ با افت ولتاژ کوچک در محفظه ای با سه پایانه نوع KT (KT-26، KT-28-2 و غیره) استفاده می شود. آنها برای ایجاد مدارهای ساده استفاده می شوند:
- شارژر؛
- منابع برق خانگی؛
- تجهیزات اندازه گیری؛
- سیستم های ارتباطی؛
- تجهیزات ویژه.
SNهای نوع ثابت چیست؟
همه تثبیت کننده های یکپارچه (شامل درکه شامل موارد ثابت هستند) به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:
- تثبیت کننده های ولتاژ کم افت هیبریدی (HID).
- ریزمدارهای نیمه هادی (ISN).
SN گروه اول بر روی مدارهای مجتمع و عناصر نیمه هادی بدون بسته انجام می شود. همه اجزای مدار بر روی یک بستر دی الکتریک قرار می گیرند، جایی که هادی های اتصال و مقاومت ها با اعمال لایه های ضخیم یا نازک، و همچنین عناصر گسسته - مقاومت های متغیر، خازن ها و غیره اضافه می شوند.
از نظر ساختاری، ریزمدارها وسایل کاملی هستند که ولتاژ خروجی آنها ثابت است. اینها معمولاً تثبیت کننده هایی با افت ولتاژ کم 5 ولت و تا 15 ولت هستند. سیستم های قدرتمندتر بر روی ترانزیستورهای بدون فریم قدرتمند و مدار کنترل (قدرت کم) بر اساس فیلم ها ساخته می شوند. مدار می تواند تا 5 آمپر جریان عبور دهد.
ریزمدارهای ISN روی یک تراشه واحد اجرا می شوند، زیرا اندازه و وزن آنها کوچک است. در مقایسه با ریز مدارهای قبلی، آنها قابل اطمینان تر و ارزان تر برای ساخت هستند، اگرچه از نظر پارامترها نسبت به GISN پایین تر هستند.
SNهای خطی با سه پایه به ISN تعلق دارند. اگر سری L78 یا L79 (برای ولتاژهای مثبت و منفی) را در نظر بگیرید، آنها به ریزمدارهایی با:تقسیم می شوند
- جریان خروجی کم حدود 0.1 A (L78L).
- جریان متوسط، حدود 0.5A (L78M).
- جریان بالا تا 1.5 A (L78).
اصل کار رگولاتور خطی Dropout کمولتاژ
ساختار تثبیت کننده معمولی شامل:
- مرجع ولتاژ.
- سیگنال خطای مبدل (تقویت کننده).
- یک تقسیم کننده سیگنال و یک عنصر تنظیم کننده مونتاژ شده روی دو مقاومت.
از آنجایی که مقدار ولتاژ خروجی مستقیماً به مقاومت های R1 و R2 بستگی دارد، دومی در ریزمدار تعبیه شده و یک CH با ولتاژ خروجی ثابت به دست می آید.
عملکرد یک رگولاتور ولتاژ کم خروجی بر اساس فرآیند مقایسه ولتاژ مرجع با ولتاژ خروجی است. بسته به سطح اختلاف بین این دو نشانگر، تقویت کننده خطا روی دروازه ترانزیستور قدرت در خروجی عمل می کند، انتقال آن را می پوشاند یا باز می کند. بنابراین، سطح واقعی الکتریسیته در خروجی تثبیت کننده کمی با مقدار اسمی اعلام شده متفاوت خواهد بود.
همچنین در مدار سنسورهایی برای محافظت در برابر گرمای بیش از حد و جریان اضافه بار وجود دارد. تحت تأثیر این سنسورها، کانال ترانزیستور خروجی به طور کامل مسدود می شود و عبور جریان متوقف می شود. در حالت خاموش کردن، تراشه فقط 50 میکرو آمپر مصرف می کند.
مدارهای تنظیم کننده افت خروجی کم
میکرو مدار تثبیت کننده یکپارچه راحت است زیرا تمام عناصر لازم را در داخل خود دارد. نصب آن بر روی برد فقط نیاز به گنجاندن خازن های فیلتر دارد. دومی برای حذف تداخل از منبع فعلی و بار طراحی شده است، همانطور که در شکل مشاهده می شود.
با توجه به CH های سری 78xx و استفاده از خازن های شنت تانتالیوم یا سرامیکی برای ورودی و خروجی، ظرفیت خازن دومی باید در هر مقدار ولتاژ و جریان مجاز در محدوده 2 uF (ورودی) و 1 uF (خروجی) باشد. اگر از خازن های آلومینیومی استفاده می کنید، ارزش آنها نباید کمتر از 10 میکروفاراد باشد. المان‌ها را تا حد امکان به پایه‌های ریزمدار وصل کنید.
در مواردی که تثبیت کننده ولتاژ با یک افت ولتاژ کوچک از درجه مورد نظر وجود ندارد، می توانید رتبه CH را از یک کوچکتر به یک بزرگتر افزایش دهید. همانطور که در نمودار نشان داده شده است، با افزایش سطح برق در ترمینال مشترک، به همان میزان در بار افزایش می یابد.
مزایا و معایب رگولاتورهای خطی و سوئیچینگ
مدارهای یکپارچه کنش پیوسته (SN) مزایای زیر را دارند:
- تحصیل شده در یک بسته کوچک، که به آنها اجازه می دهد به طور موثر در فضای کاری PCB قرار گیرند.
- نیازی به نصب عناصر نظارتی اضافی ندارید.
- تثبیت پارامتر خروجی خوبی را ارائه می دهد.
از معایب آن می توان به راندمان پایین، نه بیشتر از 60 درصد، مرتبط با افت ولتاژ در سرتاسر عنصر کنترل داخلی اشاره کرد. با قدرت بالای ریز مدار، استفاده از رادیاتور خنک کننده کریستالی ضروری است.
تنظیم‌کننده‌های ولتاژ سوئیچینگ با یک افت کوچک پربازده‌تر در نظر گرفته می‌شوند.ولتاژ میدانی که بازده آن تقریباً در سطح 85٪ است. این به دلیل حالت عملکرد عنصر تنظیم کننده است که در آن جریان به صورت پالس از آن عبور می کند.
معایب مدار CH پالسی عبارتند از:
- پیچیدگی طراحی شماتیک.
- وجود نویز ضربه ای.
- پایداری پایین پارامتر خروجی.
برخی مدارهای تنظیم کننده ولتاژ خطی
علاوه بر استفاده هدفمند از ریزمدارها به عنوان CH، امکان گسترش دامنه آنها نیز وجود دارد. برخی از انواع این مدارها بر اساس مدار مجتمع L7805.
تثبیت کننده ها را در حالت موازی روشن کنید
برای افزایش جریان بار، CH به صورت موازی به یکدیگر متصل می شوند. برای اطمینان از عملکرد چنین مداری، یک مقاومت اضافی با مقدار کمی بین بار و خروجی تثبیت کننده در آن نصب می شود.
تثبیت کننده جریان مبتنی بر CH
بارهایی وجود دارند که باید با جریان ثابت (پایدار) تغذیه شوند، به عنوان مثال، یک زنجیره LED.
طرح کنترل سرعت فن در رایانه
رگلاتور این نوع به گونه ای طراحی شده است که با روشن شدن اولیه، کولر دریافت می کند.تمام 12 ولت (برای تبلیغ آن). علاوه بر این، در پایان شارژ خازن C1 با یک مقاومت متغیر R2، امکان تنظیم مقدار ولتاژ وجود خواهد داشت.
نتیجه گیری
هنگام مونتاژ یک مدار با استفاده از یک تنظیم کننده ولتاژ با افت ولتاژ کم، باید توجه داشت که برخی از انواع ریز مدارها (ساخته شده بر روی ترانزیستورهای اثر میدان) را نمی توان با یک آهن لحیم کاری معمولی لحیم کرد. مستقیماً از یک شبکه 220 ولت بدون اتصال به زمین. الکتریسیته ساکن آنها می تواند به عنصر الکترونیکی آسیب برساند!
