Useimmat Integroitu IC-ei vaadi jatkuvaa jännitettä, jolla se voisi toimia. Olipa kyseessä yksinkertainen Logiikkaportti tai monimutkainen mikroprosessori, niillä on oma käyttöjännitteensä. Yleisin käyttöjännitteet ovat 3.3 V, 5V ja 12V. Kun meillä on akut ja DC-Sovittimet, jotka voisivat toimii jännite lähde, suurimman osan ajasta he eivät voi olla suoraan yhteydessä meidän circuit design, koska jännite ei ole säännelty.,
Sano esimerkiksi, meillä on 9V akku, mutta täytyy laukaista 5V Rele, joka ilmeisesti toimii 5V. Mitä me teemme täällä?
mikä on jännitesäädin ja miksi käytämme sitä?
muistelet kouluaikojasi meille opetettiin, että vastukset pudottavat jännitettä. Eikö se olisi yksinkertainen korjaus vain käyttää vastuksia pudottaa jännite Ohmin lain mukaan? Mutta sitten vastukset pudottavat jännitteen riippuen niiden läpi virtaavasta virrasta. Kun komponenttisi alkaa vetää vähemmän virtaa, jännite laukeaa ja tappaa sen.,
tarvitset jotain parempaa – jännite ei saisi riippua kuormitusvirta, ainakaan paljon. Seuraavaksi yksinkertaisin korjaus, joka tulee päähäsi on jännitteenjakaja. Tämä tarvitsee kaksi vastusta, mutta hei, jos ne voidaan puristaa ne voivat yhtä hyvin toimia. Toinen kalvava ongelma – hetki teidän osa alkaa piirustus liikaa virtaa, lähtö jakaja sags – top vastus ei voi pysyä nykyisen kysynnän. Nyt alat todella toivoa, että olisit oppinut tästä koulussa., Voit korjata vähentämällä vastus arvot, mutta se tekisi kaksi vastukset vetää liikaa virtaa, luultavasti pilaa nykyisen talousarvion ja saada liian kuuma välittömästi epäonnistumisen riski.
Mitä muuta voitaisiin tehdä? Vahvistus! Tietenkin, sinun piti slogg läpi tuntia luentoja niistä! Miksi ei lisätä NPN-transistoria jänniteseuraajaksi? Jännitteen jakaja bias voi olla liitetty pohja, 12V rautatie-input keräilijä ja lähtö komponentti aiheuttaja, ja bingo, olet ratkaissut ongelman.,
tietenkin, korjata toimii, mutta jäljelle jää kalvava tunne – olet käyttänyt kolmeen osaan, ja testaus huomaat, että glitches 12V syöttöputki replikoidaan täydellisesti lähtö. Tietenkin tämä on vahvistin, sillä ei ole älykkyyttä automaattiseen kompensointiin. Voit korvata pohjassa vastus jännitteen jakaja, jossa on Zener-diodi, mutta nykyinen tarvitaan oikein bias Zener (vastaan asioita, kuten lämpötila kertoimet ja drift) on lähes yhtä paljon kuin komponentti kuluttaa, mikä on täysin turhaa.,
Isn ’ t there a better way to do this? Eikö ole taikamustaa laatikkoa, joka sisälsi kaiken tarvittavan jännitteen pudottamiseksi tehokkaasti? Miljoonat ihmiset eri puolilla maailmaa ovat olleet samanlaisia stressikausia (myös minä!). Kaikki ongelmat eivät tietenkään liity jännitteiden pudottamiseen, mutta samanlaiset tilanteet ovat yleisiä, on EEE labs kaikkialla!
mutta olet onnekas – tarkka komponentti, jota tarvitset on olemassa. Itse asiassa, se on yksi varhaisimmista kaupallisista täytäntöönpanoa IC-teknologian (lukuun ottamatta op-amps) – nöyrä jännitteen säädin.,
Jos olet koskaan katsoa läpi datasheet jännitteen säädin, sinun on hämmästynyt siitä, että piirit ovat olleet täynnä pudottaa jännitteen ja pitää sen puhtaana – mukavan vakaa jännite säädin, vahvistimet palautetta ja korvauksia ja puoli – ihmisarvoisen teho vaiheessa. Tietenkin, jos olemme pystyneet pakkaamaan niin paljon teknologiaa noihin puhelimiimme, miksei joku jännitesäätö mukavaan to-92-pakettiin?
Ne pitää saada paremmin joka päivä – jotkut heistä kuluttaa enempää kuin muutaman nanoamps, joka on tuhannesosa miljoonasosa amp!, Vielä parempi, toiset tulevat oikosulku ja ylikuumenemissuoja – jolloin ne on idioottivarma.
Jännite Sääntelyviranomaisten – tarkemmin
Kuten olemme nähneet edellä, ensisijainen työ jännitteen säädin on pudottaa suurempi jännite pienempi ja pitää se vakaana, koska säännellyt jännite käytetään valtaa (herkkä) elektroniikka.
jännitteen säädin on pohjimmiltaan beefed päästöiltään seuraaja, kuten edellä on kuvattu – transistori on kytketty vakaa viite, joka sylkee jatkuva jännite, pudottamalla loput.,
– Heillä on myös sisäänrakennettu virhe vahvistin, jossa näytteitä lähtöjännite (jälleen läpi divider), vertaa sitä viittaus jännite laskee ero, ja ohjaa output transistoria vastaavasti. Tämä on kaukana jännitteenjakajasta,joka uskollisesti jäljittelee tulosignaalia, joskin vain magnitudia pienempi. Et halua AC aaltoilu päällekkäin DC jännite rail.
– Se on toivottavaa saada transistori kanssa suuri voitto, koska teho transistorit ovat valtava kipu ajaa, säälittävä voitot välillä kaksi numeroa., Tämä on voitettu käyttämällä Darlington transistorit ja viime aikoina MOSFETs. Koska nämä tyypit vaativat vähemmän virtaa ajaa, yleinen nykyinen kulutus vähenee. Tätä täydentää se, että sisäisesti käytetty jänniteviittaus kuluttaa myös hyvin vähän virtaa.
nykyinen, että säädin kuluttaa ajaa kaikki tämä sisäinen piiri, kun lähtö ei ole ladattu kutsutaan lepovirta. Mitä matalampi hiljaisvirta, sen parempi.,
näiden sääntelyviranomaisten on rakennettu on kolme transistorien teho vaiheessa – kaksi niistä Darlington kokoonpano ja muut kuin nykyinen rajoittava laite. Peräkkäiset CE-liittymät lisäävät noin 2v: n jännitteen pudotusta säätimen poikki.
Tämä jännite on tunnettu keskeyttämisen jännite, jännitteen, jonka alapuolella säädin sulkeutuu sääntelyä.
löytyy laitteita nimeltä LDOs tai low dropout regulators, joiden jännitteen pudotus on noin 0,4 V, koska ne käyttävät MOSFET-kytkintä.
kolme terminaalin säätelijää
tarpeeksi puhetta, nyt varsinaisille osanumeroille.,
jännitesäätimien yleisin sarja on 78xx-sarja. Kaksi numeroa jälkeen 78 edustavat lähtö jännite säädin, esimerkiksi 7805 on 5V säädin ja 7812 on 12V säädin. Lähtö jännitteet saatavana kiinteä sääntelyviranomaisten kattaa suuren välillä 3.3 V-24V mukava arvoja, kuten 5V, 6V, 9V, 15V ja 18V saatavilla.
Tämän sarjan sääntelyviranomaisten on erinomainen useimpiin tarkoituksiin, ne voivat käsitellä jopa lähes 30V tulon ja riippuen paketin, enintään 1 A lähtövirta., Ne ovat erittäin helppo käyttää – kytke syöttö pin-syöttö-jännite-ja output-pin-laite, joka tarvitsee pienemmän jännitteen ja, tietenkin, maahan pin maahan.
Tässä irrottamista kondensaattorit ovat valinnaisia, koska palaute vahvistimet ”hylätä” input aaltoilu ja melua, varmista, että ne eivät siirrä lähtö. Kuitenkin, Jos laite kiinnittää enemmän kuin muutamia kymmeniä milliampeerit, vähintään 4.7 uF Tulo-ja tuotos suositellaan, mieluiten keraaminen.
mielenkiintoinen asia, mitä ihmiset tekevät, on tehdä alkeellisia puhelimen latureita käyttäen näitä säätimiä., Yksinkertaisesti kytke 9V paristo input ja sopiva USB-liittimen lähtöön, ja voila, olet saanut itsesi hätätilanteessa, matkapuhelimen laturi. Tämä rakenne on melko vankka, koska sisäänrakennettu lämpösuoja siru.
kiva juttu, tällaisia jännite sääntelyviranomaisten on, että pinouts ovat lähes yleismaailmallisia, joten kytke vaihdot ovat mahdollisia. Nykyään useimmat ’transistori’ paketteja Pcb-yhdisteet ovat jännite sääntelyviranomaisten, joka voi olla piristyi muihin hankkeisiin, koska ne ovat niin helppo käyttää.,
lisää ulostulovirta Jännite Sääntelyviranomaisten
Yksi rajoitus, joka nopeasti ratkaisee hyödyllisyys on lähtövirta, joka on vakavasti rajoitettu paketti ja siten, että paketti on asennettu.
näistä sääntelyviranomaisista on olemassa suuria virtavariantteja, mutta niitä on vaikea löytää.
vain laitteet, jotka pystyvät sylkemään korkea virtaukset ovat DC-DC-kytkentä-muuntimet, mutta lähtö melu luvut ovat järkyttäviä.
Oman korkean virran lineaarisen säätimen suunnittelu on mahdollista, mutta törmäät lopulta kaikkiin edellä mainittuihin ongelmiin.,
Onneksi, on tapa kaapata vakio säädin muutamia muita osia ja lisätä lähtövirta.
Suurin osa näistä muutoksista liittyy lisäämällä ohittaa transistori koko säädin ja ajo-pohja input, kuten on esitetty alla kuva.
Säädettävä Sääntelyviranomaisten
Kolme terminaali sääntelyviranomaiset ovat varsin mukava ja helppo käyttää, mutta mitä jos haluat ei-standardi lähtöjännite kuten 10,5 V tai 13V?,
tietenkin kiinteiden säätimien kaappaaminen on enemmän tai vähemmän mahdollista, mutta vaadittu piiri on melko monimutkainen ja voittaa yksinkertaisuuden ensisijaisen tarkoituksen.
on olemassa laitteita, jotka voivat tehdä työtä meille, suosituin on LM317.
LM317 on aivan kuten mikä tahansa muu lineaarinen säädin, jossa on input ja output-pin, mutta sen sijaan maahan pin on pin nimeltään ”mukauttaa”. Tämä pin on suunniteltu saamaan palautetta jännitteenjakaja koko lähtö niin, että pin on aina 1.,25V, vaihtelemalla vastusarvoja voimme saada erilaisia jännitteitä. Datasheet jopa sanoo, ’eliminoi sileää monet kiinteät jännitteet, mutta tietenkin tämä koskee vain, jos sinulla on varaa olla nuo kaksi vastukset aluksella.
kiva juttu säädettävä sääntelyviranomaisten, kuten tämä on, että pieni muutos kokoonpano, ne voivat olla jatkuvasti nykyinen tarvikkeita, liian.
kytkemällä vastus output pin-koodi ja muuta pin toinen pää vastus kuten kuvassa, säädin yrittää ylläpitää jatkuvaa 1.,25V koko lähtö vastus ja siten vakiovirta lähtö. Tämä yksinkertainen piiri on melko suosittu diodi laser yhteisö.
Kiinteä sääntelyviranomaiset voivat tehdä tämän myös, mutta keskeyttämisen jännitteet ovat kohtuuttoman korkeita (itse asiassa, nimellinen lähtöjännite). Ne toimivat kuitenkin nipin napin, jos on epätoivoinen.
Jännitteen Säädin Rajoitukset
suurin etu lineaarinen sääntelyviranomaisten on niiden yksinkertaisuus, ei mitään muuta tarvitse sanoa.
kuitenkin, kuten kaikki hyvät pelimerkit, he tulevat omilla rajoituksillaan.,
lineaariset säätimet toimivat kuin muuttuva vastus palautteella pudottaen minkä tahansa tarpeettomaksi jääneen jännitteen. Samalla piirretään sama virta kuin kuormitus. Tuhlattu energia muunnetaan lämmöksi, jolloin nämä säätimet ovat kuumia ja tehottomia korkeissa virtauksissa.
esimerkiksi, 5V säädin 12V input käynnissä 1A on vallan menetys (12V – 5V)*1A, joka on 7W! Se on paljon hukkaan energiaa, ja tehokkuus on vain 58%!
Niin korkealla panos-tuotos jännite-erot tai korkea virtaukset, sääntelyviranomaisten on säälittävä energiatehokkuutta.,
panos-tuotos jännite-ero ongelma voidaan ratkaista käyttämällä enemmän kuin yksi säädin sarjaan vähenee ulostulo jännitteet (jopa haluttu jännitteen arvo), niin jännite on laskenut vaiheet. Vaikka yleinen tehohäviö on sama kuin ottaa yksi säädin, lämpökuorma on levittää kaikkialla kaikki laitteet, vähentää yleistä käyttölämpötila.