Regulator napięcia jest jednym z najczęściej używanych obwody elektroniczne w dowolnym urządzeniu. Zsynchronizowane napięcie (bez fluktuacji i poziomów szumów) ma bardzo duże znaczenie dla płynnego działania wielu cyfrowych urządzeń elektronicznych. Podobnie jak w przypadku mikrokontrolerów, płynnie regulowane napięcie wejściowe musi być dostarczane do mikrokontrolera, aby działał płynnie. W urządzeniach elektronicznych znajduje się regulator napięcia, który jest używany do utrzymania napięcia źródła zasilania, aby zapewnić, że napięcie pozostaje w odpowiednich granicach. W tym artykule omówiono typy regulatorów napięcia i regulatorów napięcia serii Lm 340.

Regulatory napięcia

Co to jest regulator napięcia?

Regulator napięcia to maszyna elektryczna lub elektroniczna, która utrzymuje napięcie źródła zasilania w odpowiednich granicach. Regulator napięcia jest pożądany, aby utrzymywać napięcia w zalecanym zakresie, który może być tolerowany przez urządzenie elektryczne wykorzystujące to napięcie. Takie urządzenie jest powszechnie stosowane w pojazdach mechanicznych wszystkich typów, aby zapewnić równe napięcie wyjściowe generatora do obciążenia elektrycznego oraz spełnić wymagania ładowania bateria . Regulatory napięcia są również stosowane w urządzeniach elektronicznych, w których nadmierne wahania napięcia mogą być szkodliwe.

Regulator napięcia IC

Regulator napięcia serii LM340

Regulator napięcia przy użyciu układu scalonego LM340 jest najczęściej używanym układem scalonym regulatora napięcia. Wbudowane napięcie odniesienia pokazano na schemacie blokowym układu scalonego LM340 poniżej.

3 Regulator napięcia na zaciskach

Vref steruje z nieodwracającego wejścia wzmacniacz operacyjny . Stosowany tu wzmacniacz operacyjny ma różne stopnie wzmocnienia napięciowego. To duże wzmocnienie pomaga wzmacniaczowi operacyjnemu zbudować napięcie błędu między zaciskami odwracającymi i nieodwracającymi prawie do zera. W ten sposób odwracająca wartość zacisku wejściowego będzie podobna do nieodwracającego zacisku Vref. Zatem prąd przepływający przez dzielnik potencjału można zapisać jako

I = Vref / R2

Rezystor R2, jak pokazano na schemacie, nie jest elementem zewnętrznym podłączonym do układu scalonego, ale rezystorem wewnętrznym, który jest wbudowany w układ scalony przez producenta. Ze względu na powyższe warunki przez R1 przepływa ten sam prąd. W ten sposób napięcie wyjściowe można zapisać jako

Vout = Vref / R2 (R1 + R2)

Pokazuje to, że wyjście regulatora może być również sterowane poprzez wprowadzenie żądanych wartości dla R1 i R2. Układ scalony ma tranzystor szeregowy, który jest w stanie obsłużyć prąd obciążenia większy niż 1,5 A, pod warunkiem, że wraz z nim zapewnione jest wystarczające odprowadzanie ciepła.

LM 340

Podobnie jak inne układy scalone, ten układ scalony ma również wyłącznik termiczny i aktualne opcje ostrzegawcze. Wyłączenie termiczne to funkcja, która wyłącza układ scalony, gdy tylko jego temperatura wewnętrzna wzrośnie powyżej zadanej wartości. Ten wzrost temperatury może wynikać głównie z nadmiernego napięcia zewnętrznego, temperatury otoczenia lub nawet z powodu rozpraszania ciepła. Fabrycznie ustawiona wartość temperatury odcięcia dla LM340 IC wynosi 175 ° C. Ze względu na wyłącznik termiczny i ograniczenie prądu, urządzenia serii LM 340 są prawie niezniszczalne.

Obwód LM340-15

Powyższy schemat przedstawia zastosowanie układu LM340 jako regulatora napięcia. Piny 1, 2 i 3 to wejście, wyjście, a także masa.

Jeśli istnieje dość duża odległość (w cm) od układu scalonego do kondensatora filtru nieregulowanego zasilacza, może wystąpić ryzyko niepożądanych oscylacji w układzie scalonym z powodu indukcyjności ołowiu w obwodzie. Aby usunąć te niepotrzebne oscylacje, kondensator C1 należy umieścić tak, jak pokazano na obwodzie. Kondensator C2 jest czasami używany do wywołania przejściowej reakcji obwodu.

Każde urządzenie z serii LM 340 wymaga minimalnego napięcia wejściowego, które powinno być co najmniej o 2 do 3 V większe od regulowanego napięcia wyjściowego - w przeciwnym razie przestaje regulować. Ponadto występuje maksymalne napięcie wejściowe z powodu nadmiernego rozpraszania mocy.

Rodzaje regulatorów

Zasadniczo są dwa rodzaje regulatorów napięcia : - Liniowy regulator napięcia i Przełączający regulator napięcia. W artykule omówiono tylko liniowy regulator napięcia. Liniowe regulatory napięcia są dwojakiego rodzaju: szeregowe i bocznikowe.

Regulator liniowy

Regulator liniowy działa jako dzielnik napięcia . W regionie Ohmic wykorzystuje FET. Rezystancje regulatora napięcia zmieniają się wraz z obciążeniem, co skutkuje stałym napięciem wyjściowym.

Zalety liniowego regulatora napięcia

Daje niskie napięcie tętnienia wyjściowego
Szybki czas reakcji obciążenia lub zmiany linii
Niskie zakłócenia elektromagnetyczne i mniejszy hałas

Wady liniowego regulatora napięcia

Wydajność jest bardzo niska
Wymaga radiatora o dużej przestrzeni
Nie można zwiększyć napięcia powyżej wejścia

Szeregowy regulator napięcia

Szeregowy regulator napięcia jest również nazywany szeregowym regulatorem napięcia. Wykorzystuje zmienny element umieszczony szeregowo z obciążeniem. Ze względu na zawodność rezystancji w elemencie szeregowym, spadek napięcia na nim można zmieniać, aby zapewnić, że napięcie na obciążeniu pozostaje stałe.

“co to jest energia elektryczna jednofazowa? ”

Szeregowy regulator napięcia

Zaletą szeregowego regulatora napięcia jest to, że ilość pobieranego prądu może być efektywnie wykorzystana przez obciążenie, chociaż część prądu byłaby pobierana przez dowolny obwód podłączony do regulatora. W przeciwieństwie do regulatora bocznikowego, regulator szeregowy nie pobiera pełnego prądu, nawet gdy obciążenie nie potrzebuje prądu. W efekcie regulator szeregowy jest znacznie wydajniejszy.

Bocznikowy regulator napięcia

Bocznikowy regulator napięcia działa poprzez zapewnienie ścieżki od napięcia zasilania do ziemi poprzez zmienną rezystancję. Prąd przepływający przez regulator bocznikowy jest kierowany z dala od obciążenia, a następnie przepływa bezużytecznie do ziemi, dzięki czemu ta forma jest ogólnie mniej wydajna niż regulator szeregowy. Jest jednak prostszy, czasami składa się z diody odniesienia napięcia i jest stosowany w obwodzie o bardzo małej mocy, w którym prąd tracony jest zbyt mały, aby się nim martwić. Ta postać jest bardzo ogólna dla obwodów napięcia odniesienia. Regulator bocznikowy może zwykle tylko pobierać (absorbować) prąd.

Bocznikowy regulator napięcia

Zastosowania regulatorów bocznikowych

Zasilacze impulsowe niskiego napięcia wyjściowego
Obwody źródła i ujścia prądu
Wzmacniacze błędów
Możliwość dostosowania napięcia lub prądu liniowego i przełączania zasilacze
Monitorowanie napięcia
Obwody analogowe i cyfrowe, które wymagają precyzyjnych odniesień
Dokładność ograniczników prądu

Chodzi o regulatory napięcia serii Lm340 i ich zastosowania. Uważamy, że informacje podane w tym artykule są pomocne w lepszym zrozumieniu tej koncepcji. Regulatory IC drugiej generacji to trójzaciskowe urządzenia, które mogą utrzymywać stałe napięcie wyjściowe. Seria LM340 to typowy przypadek regulatorów IC drugiej generacji. Regulowane napięcia serii LM340 wynoszą od 5 do 24 V. Urządzenia LM340 są wyposażone w ogranicznik prądu i wyłącznik termiczny. Gdy regulator IC znajduje się dalej niż kilka cali od źródła zasilania, może być konieczne podłączenie kondensatora obejściowego do wejścia regulatora. Napięcie wejściowe do urządzenia LM340 powinno być co najmniej o 2 lub 3 V większe niż regulowane wyjście.

Ponadto w przypadku jakichkolwiek pytań dotyczących tego artykułu lub pomocy w implementacji projekty elektryczne i elektroniczne możesz skontaktować się z nami lub skomentować w sekcji komentarzy podanej poniżej.

Kredyty fotograficzne: