Az integrált IC-k többsége állandó feszültséget igényel, amellyel működhet. Legyen ez egy egyszerű logikai kapu vagy egy komplex mikroprocesszor, amelynek saját működési feszültsége van. A leggyakoribb üzemi feszültség 3.3 V, 5V, illetve 12V-os. Amíg az elemeket, valamint a DC Konvertert, ami működik, mint feszültség forrás, legtöbbször nem közvetlenül kapcsolódik az áramkör tervezés, mivel a feszültség nem szabályozott.,
mondjuk például, hogy van 9V akkumulátorunk, de ki kell indítanunk egy 5V-os relét, amely nyilvánvalóan 5V-on működik. mit csinálunk itt?
mi a feszültségszabályozó és miért használjuk?
emlékszel az iskolai napokra, amikor azt tanították, hogy az ellenállások csökkentik a feszültséget. Nem lenne egyszerű javítás, ha csak ellenállásokat használnánk a feszültség csökkentésére az Ohm-törvény szerint? De aztán az ellenállások csökkentik a feszültséget a rajtuk átáramló áramtól függően. Abban a pillanatban, amikor a komponens elkezd rajzolni kevesebb áramot, a feszültség lő fel, majd megöli.,
valami jobbra van szüksége – a feszültség nem függhet a terhelési áramtól,legalábbis nem sok. A következő legegyszerűbb javítás, amely a fejéhez érkezik, a feszültségelosztó. Ennek két ellenállásra van szüksége, de hé, ha be lehet szorítani, akkor is működhetnek. Egy másik zsémbes probléma – abban a pillanatban, amikor az alkatrész túl sok áramot kezd rajzolni, az osztó kimenete megereszkedik-a felső ellenállás nem képes lépést tartani az aktuális igényekkel. Most már tényleg azt kívánod, bárcsak tanultál volna erről az iskolában., Ezt az ellenállás értékeinek csökkentésével lehet megoldani, de ez a két ellenállás túl sok áramot vonna le, valószínűleg tönkreteszi a jelenlegi költségvetést, és túl forró lesz a kudarc közvetlen kockázatával.
mi mást lehetne tenni? Erősítés! Természetesen órányi előadást kellett végigjátszania ezekről! Miért nem ad hozzá egy NPN tranzisztort feszültségkövetőként? A feszültségelosztó torzítás csatlakoztatható az alaphoz, a 12 V-os sín bemenet a kollektorhoz, a kimenet pedig az alkatrészhez az emitterhez, és bingo, megoldottad a problémát!,
természetesen a javítás működik, de zsémbes érzést hagy maga után – három alkatrészt használt, a tesztelés során kiderül, hogy a 12 V-os tápkábel hibái tökéletesen replikálódnak a kimeneten. Természetesen ez egy erősítő, nincs intelligenciája az automatikus kompenzáláshoz. A feszültségosztó alsó ellenállását egy Zener diódával helyettesítheti, de a Zener megfelelő torzításához szükséges áram (olyan dolgokkal szemben, mint a hőmérsékleti együtthatók és a sodródás) majdnem annyi, mint az alkatrész fogyasztása – ami teljesen értelmetlen.,
nincs jobb módja ennek? Nincs egy mágikus fekete doboz, amely mindent tartalmazott, ami a feszültség hatékony csökkentéséhez szükséges? Több millió EEEs szerte a világon már bár hasonló időszakokban a stressz (beleértve engem!). Természetesen nem minden probléma kapcsolódik a feszültség csökkenéséhez, de hasonló helyzetek gyakoriak az EEE labs mindenhol!
de szerencséd van – a pontos összetevő, amire szüksége van, létezik. Valójában ez az IC technológia egyik legkorábbi kereskedelmi megvalósítása – az op-erősítőkön kívül) – a szerény feszültségszabályozó.,
Ha valaha is nézd át az adatlapot a feszültségszabályozó, meg fogsz lepődni, az áramkör már tele van, hogy csökken a feszültség, tisztán tartani, egy szép, stabil feszültség szabályozó, erősítők visszajelzést, illetve kártérítési, illetve egy tisztességes power stage. Persze, ha annyi technológiát tudtunk becsomagolni a telefonjainkba, akkor miért nem egy kis feszültségszabályozás egy szép TO-92-es csomagba?
minden nap egyre jobbá válnak – némelyikük nem fogyaszt több, mint néhány nanoampert, azaz egy milliomodik erősítő!, Még jobb, mások jönnek rövidzárlat, túlmelegedés védelem-így üzembiztos.
feszültségszabályozók-közelebbről
amint azt a fenti szakaszban láttuk, a feszültségszabályozó elsődleges feladata, hogy egy nagyobb feszültséget kisebbre csökkenjen, és stabil maradjon, mivel ezt a szabályozott feszültséget használják az (érzékeny) elektronika táplálására.
a feszültségszabályozó alapvetően egy beefed up emitter követő, mint fentebb leírtuk – egy stabil referenciához csatlakoztatott tranzisztor, amely állandó feszültséget bocsát ki, a többit leejtve.,
beépített hibaerősítővel is rendelkeznek, amely a kimeneti feszültséget (ismét egy osztón keresztül) mintázza, összehasonlítja a referencia feszültséggel, kiszámítja a különbséget, és ennek megfelelően hajtja a kimeneti tranzisztort. Ez messze van egy feszültségosztótól, amely hűségesen megismétli a bemeneti jelet, bár csak egy nagyságrenddel kisebb. Nem akarja, hogy az AC ripple átfedje a DC feszültség sínét.
kívánatos, hogy egy tranzisztor nagy nyereség, mivel a teljesítmény tranzisztorok egy hatalmas fájdalom vezetni, szánalmas nyereség a tartományban két számjegy., Ezt a Darlington tranzisztorok és újabban a MOSFETs használatával sikerült leküzdeni. Mivel ezek a típusok kevesebb áramot igényelnek a vezetéshez, az Általános áramfogyasztás csökken. Ezt kiegészíti az a tény, hogy a belsőleg használt feszültség referencia szintén nagyon kevés áramot fogyaszt.
az áram, amelyet a szabályozó fogyaszt, hogy ezt a belső áramkört meghajtsa, amikor a kimenet nincs betöltve, nyugalmi áramnak nevezzük. Minél alacsonyabb a nyugalmi áram, annál jobb.,
ezeknek a szabályozóknak a felépítésének módja három tranzisztorral rendelkezik a kimeneti szakaszban – ezek közül kettő Darlington konfigurációban, a másik pedig áramkorlátozó eszközként. Az egymást követő CE csatlakozások a szabályozó körül körülbelül 2V feszültségcsökkenést eredményeznek.
Ez a feszültség az úgynevezett lemorzsolódási feszültség, a feszültség, amely alatt a szabályozó kilép a szabályozásból.
megtalálhatja az LDOs vagy az alacsony lemorzsolódási szabályozók nevű eszközöket, amelyek feszültségcsökkenése körülbelül 0,4 V, mivel MOSFET kapcsolót használnak.
három terminál szabályozó
elég beszélgetés, most a tényleges alkatrészszámokhoz.,
a feszültségszabályozók leggyakoribb sorozata a 78XX sorozat. A 78 után a két számjegy a szabályozó kimeneti feszültségét képviseli, például a 7805 egy 5V-os szabályozó, a 7812 pedig egy 12V-os szabályozó. A rögzített szabályozókkal elérhető kimeneti feszültségek nagy tartományt fednek le 3,3 V – tól 24 V-ig, olyan szép értékekkel, mint az 5V, 6V, 9V, 15V vagy 18V.
Ez a szabályozók sorozata a legtöbb célra kiválóan alkalmas, a bemeneten akár 30 V-ig is képes kezelni, a csomagtól függően akár 1A kimeneti áramig., Ezek rendkívül egyszerűek – csatlakoztassa a bemeneti csapot a bemeneti feszültséghez és a kimeneti csapot a készülékhez, amelynek szüksége van az alacsonyabb feszültségre, és természetesen a földelő csapot a földre.
itt a kondenzátorok leválasztása nem kötelező, mivel a visszacsatoló erősítők “elutasítják” a bemeneti hullámokat és a zajt, ügyelve arra, hogy ne továbbadjanak a kimenetre. Ha azonban a készülék néhány tíz milliampernél többet vesz fel, akkor a bemeneten és a kimeneten legalább 4,7 uF ajánlott, lehetőleg kerámiában.
érdekes dolog az emberek, hogy primitív telefon töltők segítségével ezeket a szabályozók., Egyszerűen csatlakoztasson egy 9V-os akkumulátort a bemenethez, valamint egy megfelelő USB-csatlakozót a kimenethez, valamint voila, van egy sürgősségi telefon töltője. Ez a konstrukció meglehetősen robusztus, a chip beépített hővédelme miatt.
egy szép dolog az ilyen típusú feszültségszabályozók, hogy a pinouts szinte univerzális, így plug in csere lehetséges. Manapság a PCB-k “tranzisztor” csomagjainak többsége feszültségszabályozó, amelyet más projektekhez is fel lehet venni, mert annyira könnyen használható.,
A feszültségszabályozók kimeneti áramának növelése
az egyik korlátozás, amely gyorsan legyőzi a hasznosságot, a kimeneti áram, amelyet a csomag súlyosan korlátozott, valamint a csomag felszerelésének módja.
ezeknek a szabályozóknak nagy áramú változatai vannak, de nehéz megtalálni őket.
az egyetlen olyan eszköz, amely képes nagy áramok köpésére, DC-DC kapcsolók, de a kimeneti zajszámok szörnyűek.
saját nagyáramú lineáris szabályozó tervezése lehetséges, de végül belefut a fent említett összes problémába.,
szerencsére van egy módja annak, hogy “eltéríteni” egy szabványos szabályozó néhány további alkatrészek és növeli a kimeneti áram. 
a Legtöbb ezek a módosítások jár hozzá egy bypass tranzisztor keresztül a szabályozó vezetés közben a bázis a bemeneti, mint látható az alábbi ábrán.
állítható szabályozók
három terminál szabályozók nagyon szép, könnyen használható, de mi van, ha azt szeretnénk, egy nem szabványos kimeneti feszültség, mint a 10,5 V vagy 13v?,
természetesen többé-kevésbé lehetséges a rögzített szabályozók eltérítése, de a szükséges áramkör meglehetősen összetett, és legyőzi az egyszerűség elsődleges célját.
léteznek olyan eszközök, amelyek elvégezhetik a munkát számunkra, a legnépszerűbb az LM317.
az LM317 olyan, mint bármely más lineáris szabályozó bemenettel és kimeneti tűvel, de a földcsap helyett van egy “beállítás” nevű pin. Ezt a csapot úgy tervezték, hogy visszajelzést kapjon a kimeneti feszültségosztóról, hogy a tű mindig 1 legyen.,25V, az ellenállási értékek változtatásával különböző feszültségeket kaphatunk. Az adatlap még azt is mondja, “kiküszöböli a sok rögzített feszültség tárolását”, de természetesen ez csak akkor érvényes, ha megengedheti magának, hogy a két ellenállás a fedélzeten legyen.
egy szép dolog állítható szabályozók, mint ez, hogy egy kis változás a konfiguráció tudnak szolgálni állandó áramellátás is.
azáltal, hogy egy ellenállást csatlakoztat a kimeneti csaphoz, a beállító csapot pedig az ellenállás másik végéhez, az ábrán látható módon, a szabályozó megpróbál fenntartani egy állandó 1-et.,25V a kimeneti ellenálláson keresztül, így állandó áram a kimeneten. Ez az egyszerű áramkör nagyon népszerű a dióda lézer közösségben.
A rögzített szabályozók ezt is megtehetik, de a lemorzsolódási feszültségek indokolatlanul magasak (valójában a névleges kimeneti feszültség). Ők fog működni egy csipet, azonban, ha kétségbeesett.
feszültségszabályozó korlátozások
a lineáris szabályozók legnagyobb előnye az egyszerűség; semmi mást nem kell mondani.
azonban, mint minden jó chipek jönnek a saját korlátai.,
A lineáris szabályozók úgy működnek, mint egy változó ellenállás visszacsatolással, bármilyen szükségtelen feszültség leesésével. Miközben ugyanazt az áramot rajzolja, mint a terhelés. Ez az elpazarolt energia hővé alakul, így ezek a szabályozók nagy áramlatoknál forróak és hatástalanok.
például egy 5V-os szabályozó, amelynek 12V bemenete 1A-nál fut, teljesítményvesztesége (12V-5V)*1A, ami 7W! Ez sok pazarolt energia, a hatékonyság pedig csak 58%!
tehát nagy bemeneti-kimeneti feszültségkülönbségeknél vagy nagy áramoknál a szabályozók szánalmas energiahatékonysággal rendelkeznek.,
a bemeneti-kimeneti differenciális feszültség problémáját több, a kimeneti feszültség csökkenésével (a kívánt feszültségértékig) sorozatban lévő szabályozóval lehet megoldani, hogy a feszültség lépésekben csökkenjen. Míg a teljes teljesítményeloszlás megegyezik egy szabályozóval, a hőterhelés az összes eszközön eloszlik, csökkentve az általános üzemi hőmérsékletet.