Regulator napięcia IC 723 - praca, obwód aplikacji

Regulator napięcia IC 723 - praca, obwód aplikacji

W tym poście poznamy główne funkcje elektryczne, specyfikacje wyprowadzeń, arkusz danych i obwód aplikacyjny IC 723.



IC 723 to uniwersalny układ scalony regulatora napięcia ogólnego przeznaczenia, który może być używany do wytwarzania różnego rodzaju regulowanych zasilaczy, takich jak:

  • Dodatni regulator napięcia
  • Ujemny regulator napięcia
  • Regulator przełączający
  • Foldback Current Limiter

Główne cechy

  • Minimalne napięcie, które można uzyskać z obwodu regulatora IC 723 wynosi 2 V, a maksymalne około 37 V.
  • Szczytowe napięcie, które może obsłużyć układ scalony, wynosi 50 V w postaci impulsowej, a 40 V to maksymalne ciągłe ograniczenie napięcia.
  • Maksymalny prąd wyjściowy z tego układu scalonego wynosi 150 mA i można go zwiększyć do 10 amperów poprzez integrację zewnętrznego tranzystora szeregowego.
  • Maksymalne tolerowane rozpraszanie tego IC 500 mW, dlatego należy go zamontować na odpowiednim radiatorze, aby zapewnić optymalną wydajność urządzenia.
  • Będąc regulatorem liniowym, IC 723 wymaga zasilania wejściowego, które powinno być co najmniej 3 V wyższe niż pożądane napięcie wyjściowe, a maksymalna różnica między napięciem wejściowym i wyjściowym nigdy nie powinna przekraczać 37 V.

ABSOLUTNE MAKSYMALNE OCENY

  • Napięcie impulsu od V + do V- (50 ms) = 50 V.
  • Ciągłe napięcie od V + do V- = 40 V.
  • Różnica napięć wejściowych i wyjściowych = 40 V.
  • Maksymalne napięcie wejściowe wzmacniacza (dowolne wejście) = 8,5 V.
  • Maksymalne napięcie wejściowe wzmacniacza (różnicowe) = 5 V.
  • Prąd z Vz 25 mA Prąd z VREF = 15 mA
  • Wewnętrzna metalowa puszka do rozpraszania mocy = 800 mW
  • CDIP = 900 mW
  • PDIP = 660 mW
  • Zakres temperatury roboczej LM723 = -55 ° C do + 150 ° C
  • Zakres temperatur przechowywania puszka metalowa = -65 ° C do + 150 ° C P DI P -55 ° C do + 150 ° C
  • Temperatura ołowiu (lutowanie, maks. 4 sek.) Opakowanie hermetyczne = 300 ° C Plastik
  • Pakiet 260 ° C Tolerancja ESD = 1200 V (model ciała ludzkiego, 1,5 k0 szeregowo z 100 pF)

Schemat blokowy

Odnosząc się do powyższego schematu blokowego wewnętrznego obwodu IC 723, widzimy, że urządzenie jest wewnętrznie skonfigurowane z wysoce stabilnym napięciem odniesienia przy 7 V, utworzonym przez zaawansowane obwody wykorzystujące wzmacniacz operacyjny, wzmacniacz buforowy i stopnie ograniczające prąd tranzystora .





Możemy również wyobrazić sobie, że zamiast tworzenia stabilizacji sprzężenia zwrotnego poprzez bezpośrednie połączenie odwracającego styku wejściowego wzmacniacza operacyjnego z wyprowadzeniem wyjściowym układu scalonego, styk odwracający jest raczej zakończony oddzielnym indywidualnym wyprowadzeniem układu scalonego.

Ten odwracający pin ułatwia integrację ze środkowym pinem zewnętrznego potencjometru, podczas gdy pozostałe zewnętrzne piny potencjometru są połączone odpowiednio z wyjściowym pinem urządzenia i masą.



Jak potencjometr reguluje napięcie wyjściowe

Plik potencjometr może być następnie użyte do dokładnego ustawienia lub regulacji wewnętrznego poziomu odniesienia IC 723, a tym samym ustabilizowanego wyjścia z układu scalonego w następujący sposób:

  • Stopniowe opuszczanie środkowego ramienia suwaka garnka w kierunku ziemi współdziała z odwracającym bolcem wzmacniacza operacyjnego, aby podnieść napięcie wyjściowe
  • Jeśli suwak potencjometru zostanie obniżony w dół, zamiast powodować stabilizację wyjścia przy potencjale identycznym z napięciem odniesienia, sprzężenie zwrotne reguluje wejście odwracające wzmacniacza operacyjnego przy potencjale rozwijanym przez potencjometr.
  • Ze względu na zmniejszony potencjał na pinach potencjometru, na wyjściu pojawia się monit o zwiększenie do większego potencjału, aby umożliwić regulację wejścia odwracającego na odpowiednim odpowiednim poziomie napięcia.
  • Jeśli ramię wycieraczki środka garnka zostanie przesunięte bardziej w dół, powoduje proporcjonalnie większy spadek napięcia, co powoduje, że moc wyjściowa rośnie jeszcze wyżej, powodując wzrost napięcia wyjściowego z układu scalonego.
  • Aby lepiej zrozumieć działanie, wyobraźmy sobie, że środkowa wycieraczka doniczki jest przesuwana o 2/3 sekcję w dolnym kierunku. Może to spowodować, że napięcie sprzężenia zwrotnego na styku odwracającym wewnętrznego wzmacniacza operacyjnego będzie wynosić zaledwie 1/3 napięcia wyjściowego.
  • Pozwala to na ustabilizowanie i stałość wyjścia przy potencjale 3 razy wyższym niż napięcie odniesienia i pozwala na ustalenie odpowiedniego poziomu napięcia na wejściu odwracającym wewnętrznego wzmacniacza operacyjnego.
  • Dlatego ta kontrola sprzężenia zwrotnego za pomocą potencjometru ułatwia użytkownikowi uzyskanie zamierzonego regulowanego napięcia wyjściowego, wraz z bardzo wysokim i wydajnym poziomem stabilizacji wyjścia.

Obliczanie napięcia wyjściowego za pomocą wzoru

W przypadku, gdy wyjście musi być stałym, stabilizowanym napięciem, potencjometr można zastąpić siecią dzielnika potencjału z rezystorami R1 i R2, jak pokazano poniżej:

Układ wewnętrzny IC 723 Podstawowy obwód regulatora napięcia IC 723 ze stałym napięciem wyjściowym i stałym prądem wyjściowym

Formuła 7 (R1 + R2) / R2 wolt określa pożądane stałe napięcie wyjściowe, przy czym rezystor R1 jest podłączony między wyjściem a wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego, podczas gdy rezystor R2 jest podłączony między wejściem odwracającym a ujemną linią zasilającą urządzenia.

Oznacza to, że napięcie odniesienia jest bezpośrednio związane z nieodwracającym wejściem wewnętrznego wzmacniacza operacyjnego IC 723.

Liczba 7 we wzorze wskazuje wartość odniesienia, a także minimalne napięcie wyjściowe, jakie może dostarczyć układ scalony. Aby uzyskać stałe napięcie wyjściowe niższe niż 7 V, tę liczbę we wzorze można zastąpić żądaną minimalną wartością napięcia.

Jednak ta minimalna wartość napięcia wyjściowego dla IC 723 nie może być mniejsza niż 2 V, dlatego wzór na ustalenie 2 V na wyjściu będzie następujący: 2 (R1 + R2) / R2

Zrozumienie funkcji ograniczenia prądu w IC 723

IC 723 umożliwia użytkownikowi precyzyjną regulację prądu na wyjściu w zależności od zapotrzebowania na obciążenie.

Szereg dyskretnie obliczonych rezystorów służy do wykrywania i ograniczania prądu do żądanych poziomów.

Wzór na obliczenie rezystora ograniczającego prąd jest prosty i jak podano poniżej:

Rsc = 0,66 / maksymalny prąd

Obwód aplikacji IC 723

Schemat obwodu zasilania IC 723

Powyższy obwód aplikacji wykorzystujący IC 723 przedstawia praktyczny przykład przydatny zasilacz stołowy który może dostarczyć napięcie wyjściowe w zakresie od 3,5 V do 20 V i optymalny prąd wyjściowy 1,5 A. 3-stopniowe przełączane zakresy ograniczenia prądu, dostępne przez zakresy prądowe 15 mA, 150 mA i 1,5 A (w przybliżeniu).

Jak to działa

Zasilanie sieciowe AC jest obniżane przez transformator T1 do 20 woltów przy maksymalnym prądzie 2 amperów. Prostownik pełnookresowy zbudowany przy użyciu D1 do D4 i kondensator filtrujący C1 przekształca 20 V RMS AC na 28 V DC.

Jak wspomniano wcześniej, aby móc osiągnąć minimalny zakres 3,5 V na wyjściu, konieczne jest skojarzenie źródła odniesienia układu scalonego na pinie 6 z nieodwracającym pinem 5 układu scalonego za pomocą obliczonego potencjalny dzielnik etap.

Jest to realizowane poprzez sieć utworzoną przez R1 i R2, które są wybierane z identycznymi wartościami. Ze względu na identyczne wartości dzielnika R1 / R2, odniesienie 7 V na styku 6 jest dzielone przez 2, aby uzyskać minimalny efektywny zakres wyjściowy 3,5 wolta.

Dodatnia linia zasilająca z prostownika mostkowego jest podłączona do pinu 12, Vcc układu scalonego, a także do wejścia wzmacniacza buforowego pin12 ICI przez bezpiecznik FS1.

Ponieważ specyfikacja obsługi mocy samego układu scalonego jest dość niska, nie nadaje się on do bezpośredniego wytwarzania zasilacza stołowego. Z tego powodu pin 10 zacisku wyjściowego IC 723 jest wzbogacony o zewnętrzny tranzystor popychający emiter Tr1.

Pozwala to na ulepszenie wyjścia IC do znacznie wyższego prądu w zależności od wartości znamionowej tranzystora. Jednak, aby zapewnić, że ten wysoki prąd jest teraz kontrolowany zgodnie z wymaganiami specyfikacji obciążenia wyjściowego, jest on przepuszczany przez wybieralny stopień ogranicznika prądu z 3 przełączanymi rezystorami wykrywającymi prąd.

ME1 jest w rzeczywistości miernikiem mV, który jest używany jak amperomierz. Mierzy spadek napięcia na rezystorach wykrywających prąd i przekłada go na ilość prądu pobieranego przez obciążenie. R4 może być używany do kalibracji pełnego zakresu skali rzędu 20 mA, 200 mA i 2 A, zgodnie z ograniczeniem rezystorów R5, R6, R7.

Pozwala to na dokładniejszy i bardziej efektywny odczyt prądu w porównaniu z jednym pełnym zakresem od 0 do 2A.

VR1 i R3 służą do uzyskania pożądanego napięcia wyjściowego, które można zmieniać w sposób ciągły od około 3,5 V do 23 V.

Zaleca się stosowanie rezystorów 1% dla R1, R2 i R3, aby zapewnić większą dokładność regulacji mocy przy minimalnych błędach i odchyleniach.

C2 działa jak kondensator kompensacyjny dla wbudowanego stopnia wzmacniacza operacyjnego układu scalonego, w celu uzupełnienia zwiększonej stabilności wyjścia.

ME2 jest skonfigurowany jak woltomierz do odczytu woltów wyjściowych. Powiązany rezystor R8 jest używany do dostrojenia i ustawienia pełnego zakresu napięcia miernika na około 25 woltów. Miernik o mocy 100 mikroamperów sprawdza się doskonale dzięki kalibracji jednego działki na wolt.

Lista części

Rezystory
R1 = 2,7k 1/4 wata 2% lub więcej
R2 = 2,7k 1/4 wata 2% lub więcej
R3 lk 1/4 watt 2% lub lepiej
R4 = ustawienie wstępne 10k 0,25 wata
R5 = 0,47 oma 2 W 5%
R6 = 4,7 oma 1/4 wata 5%
R7 = 47 omów 1/4 wata 5%
R8 = 470k 0,25 wata ustawienie wstępne
VR1 = 4,7 tys. Lub 5 tys. Lin. węgiel
Kondensatory
C1 = 4700 AF 50 V.
C2 = 120 pF płyta ceramiczna
Półprzewodniki
IC1 = 723C (14 pinów DIL)
Tr1 = TIP33A
D1 do D4 = 1N5402 (4 szt.)
Transformator
T1 Standardowa sieć pierwotna, wtórna 20 V 2 A.
Przełączniki
S1 = D.P.S.T. obrotowy typ sieciowy lub przełączany
S2 = trójbiegunowy jednobiegunowy obrotowy typ przełączający
FS1 = 1,5 A 20 mm typu szybkiego nadmuchu

Lampa
Wskaźnik lampy neonowej neon z integralnym rezystorem szeregowym
do użytku w sieci 240V
Metry
MEI, ME2 100 µA. panelowe mierniki z ruchomą cewką (2 szt.)
Różne
Obudowa, gniazda wyjściowe, płyta veroboard, przewód sieciowy, przewód, 20mm
oprawka bezpiecznikowa do montażu w podwoziu, lutowie itp.

Automatyczna regulacja oświetlenia otoczenia

Obwód ten automatycznie dostosuje oświetlenie żarówki w odniesieniu do dostępnych warunków oświetlenia otoczenia lub odniesienia. Może to być idealne rozwiązanie do oświetlenia tablicy przyrządów, oświetlenia zegara w sypialni i podobnych celów.

Obwód został utworzony dla lamp 6-24 V, a całkowity prąd nigdy nie powinien przekraczać 1 A. Regulator światła otoczenia działa tak, jak wyjaśniono w poniższych punktach.

LDR 1 skanuje i wykrywa światło otoczenia. LDR 2 jest połączony optycznie z żarówką. Obwód próbuje zrównoważyć, gdy tylko dwa LDR 1 i LDR 2 wykryją ten sam poziom oświetlenia.

Obwód powinien jednak indukować większą jasność zewnętrznej lampy (lamp) niż natężenie światła otoczenia. Z tego powodu L1 musi mieć prąd znamionowy niższy niż L2, L3 itp. Lub, jeśli nie jest to przestrzegane, mały ekran (mała kartka papieru) może być umieszczony między lampą (L1) a LDR wewnątrz optoelektroniki -łącznik.

Rezystor 0,68 oma ogranicza prąd lampy, a kondensator 1 nF zapobiega przejściu obwodu w tryb oscylacyjny. Obwód powinien być zasilany co najmniej 8,5 V niższym napięciem, które może mieć wpływ na działanie układu scalonego LM723.

Zalecamy stosowanie źródła zasilania wyższego niż specyfikacja lampy o co najmniej 3 wolty. Zener (Z1) jest dobrany w celu uzupełnienia napięcia lampy dla lamp 6 V, wbudowany Zener w układzie scalonym można wykorzystać, podłączając zacisk 9 układu scalonego do masy.

Zmniejszanie rozpraszania w obwodzie zasilania IC 723

IC 723 to dość powszechnie stosowany regulator IC. Z tego powodu poniższy obwód, który ma na celu zminimalizowanie rozpraszania mocy, gdy układ jest nakładany przez zewnętrzny tranzystor, powinien być naprawdę popularny.

Ten obraz ma pusty atrybut alt, a jego nazwa pliku to design-an-IC-723-power-supply.jpg

Zgodnie z arkuszami danych firmy, napięcie zasilania układu IC 723 musi wynosić co najmniej 8,5 V, aby zagwarantować prawidłowe działanie wbudowanego odniesienia 7,5 V układu, a także wewnętrznego wzmacniacza różnicowego układu scalonego.

Podczas używania chipa 723 w niskonapięciowym trybie wysokoprądowym, poprzez zewnętrzny tranzystor szeregowy działający przez istniejące linie zasilające używane przez IC 723, zwykle prowadzi do nieprawidłowego rozpraszania ciepła na zewnętrznym tranzystorze szeregowym.

Na przykład w przypadku zasilania 5 V, 2 A dla TTL około 3,5 V może być zrzucone na zewnętrzny tranzystor, a oszałamiająca moc 7 watów zostanie zmarnowana przez ciepło w warunkach prądu pełnego obciążenia.

Dodatkowo, kondensator filtra musi być większy niż wymagany, aby zapobiec spadkowi napięcia zasilania 723 poniżej 8,5 V w dolinach tętnienia. W rzeczywistości napięcie zasilania zewnętrznego tranzystora musi być tylko o 0,5 V wyższe niż regulowane napięcie wyjściowe, aby umożliwić jego nasycenie.

Odpowiedzią jest skorzystanie z innego źródła zasilania 8,5 V dla urządzenia 723 i niższego napięcia zasilania zewnętrznego tranzystora. Zamiast pracować z indywidualnymi uzwojeniami transformatora dla pary zasilaczy, źródło zasilania dla IC 723 jest zasadniczo pobierane przez szczytową sieć prostownika składającą się z D1 / C1.

Ze względu na fakt, że 723 wymaga tylko niewielkiego prądu, C1 może szybko naładować się do zasadniczo napięcia szczytowego przez prostownik mostkowy, 1,414X napięcia RMS transformatora minus spadek napięcia na prostowniku mostkowym.

W rezultacie specyfikacja napięcia transformatora musi wynosić co najmniej 7 V, aby zapewnić źródło 8,5 V dla układu IC 723. Z drugiej strony, poprzez odpowiedni dobór kondensatora filtrującego C2, tętnienie wokół nieregulowanego zasilania sieciowego może być realizowane w sposób, w jaki napięcie spada do około 0,5 V wyżej niż regulowane napięcie wyjściowe w obrębie dolin tętnienia.

W konsekwencji średnie napięcie podawane do zewnętrznego tranzystora przejściowego może być niższe niż 8,5 V, a rozpraszanie ciepła powinno być znacznie zminimalizowane.

Wartość C1 jest zależna od największego prądu bazowego, który 723 musi dostarczać do szeregowego tranzystora wyjściowego. Jako ogólna wytyczna dopuszcza się około 10 μF na mA. Prąd bazowy można wyznaczyć, dzieląc największy prąd wyjściowy przez wzmocnienie tranzystora lub hFE. Odpowiednia liczba kondensatorów C2 filtra sieciowego może wynosić od 1500 uF do 2200 uF na amper prądu wyjściowego.




Poprzedni: Obwody regulatora napięcia wykorzystujące tranzystor i diodę Zenera Dalej: 3 końcowe regulatory napięcia stałego - obwody robocze i aplikacyjne