Η τροφοδοσία που λαμβάνεται στο τέλος φόρτωσης ή στο τέλος του καταναλωτή έχει διακυμάνσεις στα επίπεδα τάσης λόγω ακανόνιστων φορτίων ή βασισμένης κατάστασης του τοπικού δικτύου τροφοδοσίας. Αυτές οι διακυμάνσεις τάσης μπορεί να οδηγήσουν σε μείωση της διάρκειας ζωής των ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συσκευών του καταναλωτή ή ζημιά στα φορτία. Οπότε, απαιτείται προστατεύστε φορτία από τάσεις πάνω και κάτω ή πρέπει να παρέχει σταθερή τάση στα φορτία και να διατηρείται σταθερότητα στην τάση του συστήματος χρησιμοποιώντας την τεχνική ρύθμισης. Η ρύθμιση τάσης μπορεί να οριστεί ως η διατήρηση σταθερής τάσης ή η διατήρηση της στάθμης τάσης ενός συστήματος εντός αποδεκτών ορίων σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών φορτίου και έτσι, ρυθμιστές τάσης χρησιμοποιούνται για ρύθμιση τάσης. Για ρύθμιση γραμμικής τάσης, και περιστασιακά ρυθμιζόμενος ρυθμιστής τάσης LM317 χρησιμοποιείται όπου προορίζεται η μη τυπική τάση.
Τι είναι ο ρυθμιστής τάσης;
Η ρύθμιση τάσης στο α σύστημα τροφοδοσίας μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας μια ηλεκτρική ή ηλεκτρονική συσκευή που ονομάζεται ρυθμιστής τάσης. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι ρυθμιστών τάσης, όπως ρυθμιστές σταθερής τάσης και ρυθμιστές μεταβλητής τάσης. Αυτά υποδιαιρούνται και πάλι σε πολλούς τύπους ως Ηλεκτρονικοί ρυθμιστές τάσης,Ηλεκτρομηχανικάρυθμιστές, αυτόματοι ρυθμιστές τάσης, ρυθμιστές γραμμικής τάσης, ρυθμιστές μεταγωγής, ρυθμιστές τάσης LM317, υβριδικοί ρυθμιστές, ρυθμιστές SCR και ούτω καθεξής.
Ρυθμιστής τάσης
Ρυθμιστής τάσης LM317
Ρυθμιστής τάσης LM317
Είναι ένας τύπος ρυθμιστών θετικής γραμμικής τάσης που χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της τάσης, ο οποίος εφευρέθηκε από τους Robert C. Dobkin και Robert J. Widlar ενώ εργάστηκαν στον Εθνικό Ημιαγωγό το 1970. Είναι ένας ρυθμιστής τάσης με τρία τερματικά ρυθμιζόμενης τάσης και είναι εύκολο στη χρήση, επειδή για να ρυθμίσετε την τάση εξόδου, απαιτούνται μόνο δύο εξωτερικές αντιστάσεις στο κύκλωμα ρυθμιστή τάσης LM317. Χρησιμοποιείται κυρίως για τοπικούς κανονισμούς και κάρτες. Εάν συνδεθούμε μια σταθερή αντίσταση μεταξύ της εξόδου και της ρύθμισης του ρυθμιστή LM317, τότε το κύκλωμα LM317 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ρυθμιστής ρεύματος ακριβείας.
Κύκλωμα ρυθμιστή τάσης LM317
Οι τρεις ακροδέκτες είναι ο πείρος εισόδου, ο πείρος εξόδου και ο πείρος ρύθμισης. Το κύκλωμα LM317 φαίνεται στην παρακάτω εικόνα είναι tΥφυσική διαμόρφωση του διαγράμματος κυκλώματος ρυθμιστή τάσης LM317 συμπεριλαμβανομένων των πυκνωτών αποσύνδεσης. Αυτό το κύκλωμα LM317 είναι ικανό να παρέχει μεταβλητή Τροφοδοσία DC με έξοδο 1Α και μπορεί να ρυθμιστεί έως και 30V. Το κύκλωμα αποτελείται από μια αντίσταση χαμηλής πλευράς και μια αντίσταση υψηλής πλευράς συνδεδεμένη σε σειρά σχηματίζοντας έναν διαχωριστή αντίστασης τάσης που είναι ένα παθητικό γραμμικό κύκλωμα που χρησιμοποιείται για την παραγωγή τάσης εξόδου που είναι ένα κλάσμα της τάσης εισόδου του.
Οι πυκνωτές αποσύνδεσης χρησιμοποιούνται για την αποσύνδεση ή για την αποτροπή ανεπιθύμητης σύζευξης ενός μέρους ενός ηλεκτρικού κυκλώματος από ένα άλλο μέρος. Για να αποφευχθεί η επίδραση του θορύβου που προκαλείται από ορισμένα στοιχεία κυκλώματος στα υπόλοιπα στοιχεία του κυκλώματος, το πυκνωτές αποσύνδεσης στο κύκλωμα χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση του θορύβου εισόδου και των μεταβατικών εξόδων. Μια ψύκτρα χρησιμοποιείται με το κύκλωμα για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση των εξαρτημάτων λόγω περισσότερης απόσβεσης ισχύος.
Κύκλωμα ρυθμιστή τάσης LM317
Χαρακτηριστικά
Υπάρχουν ορισμένα ειδικά χαρακτηριστικά του ρυθμιστή LM317 και μερικά είναι τα εξής:
- Είναι ικανό να παρέχει υπερβολικό ρεύμα 1,5Α, ως εκ τούτου θεωρείται εννοιολογικά ως λειτουργικός ενισχυτής με τάση εξόδου που κυμαίνεται από 1,2V έως 37V.
- Το κύκλωμα ρυθμιστή τάσης LM317 αποτελείται εσωτερικά από θερμική προστασία υπερφόρτωσης και βραχυκύκλωμα που περιορίζει τη σταθερά με τη θερμοκρασία.
- Διατίθεται σε δύο συσκευασίες ως πακέτο τρανζίστορ 3-μολύβδου και επιφανειακή βάση D2PAK-3.
- Η αποθήκευση πολλών σταθερών τάσεων μπορεί να εξαλειφθεί.
Λειτουργία κυκλώματος ρυθμιστή τάσης LM317
Ο ρυθμιστής LM317 μπορεί να παρέχει υπερβολικό ρεύμα εξόδου και ως εκ τούτου με αυτή τη χωρητικότητα, θεωρείται εννοιολογικά ως έναν λειτουργικό ενισχυτή . Ο πείρος ρύθμισης είναι η είσοδος αναστροφής του ενισχυτή και για την παραγωγή σταθερής τάσης αναφοράς 1,25V, χρησιμοποιείται εσωτερική τάση αναφοράς τάσης για τη ρύθμιση της εισόδου χωρίς αναστροφή.
Η τάση του πείρου εξόδου μπορεί να ρυθμιστεί συνεχώς σε ένα σταθερό ποσό χρησιμοποιώντας ένα διαχωριστικό τάσης αντίστασης μεταξύ της εξόδου και της γείωσης, το οποίο θα διαμορφώσει τον λειτουργικό ενισχυτή ως ενισχυτή που δεν αναστρέφει.
Μια τάση αναφοράς bandgap χρησιμοποιείται για την παραγωγή σταθερής τάσης εξόδου ανεξάρτητα από τις αλλαγές στην ισχύ τροφοδοσίας. Ονομάζεται επίσης ανεξάρτητη από την θερμοκρασία τάση αναφοράς που χρησιμοποιείται συχνά σε ολοκληρωμένα κυκλώματα.
Η τάση εξόδου (ιδανικά) του κυκλώματος ρυθμιστή τάσης LM317
Vout = Vref * (1+ (RL / RH))
Προστίθεται ένας όρος σφάλματος επειδή ορισμένα ρεύματα ηρεμίας ρέουν από τον πείρο ρύθμισης της συσκευής.
Vout = Vref * (1+ (RL / RH)) + IQR
Για την επίτευξη πιο σταθερής εξόδου, το διάγραμμα κυκλώματος ρυθμιστή τάσης LM317 έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να κάνει το ηρεμιστικό ρεύμα μικρότερο ή ίσο με 100 micro Ampere. Έτσι, σε όλες τις πρακτικές περιπτώσεις, το σφάλμα μπορεί να αγνοηθεί.
Εάν αντικαταστήσουμε την αντίσταση χαμηλής πλευράς του διαχωριστή από το διάγραμμα κυκλώματος ρυθμιστή τάσης LM317 με το φορτίο, τότε η προκύπτουσα διαμόρφωση του ρυθμιστή LM317 θα ρυθμίσει το ρεύμα σε φορτίο. Ως εκ τούτου, αυτό το κύκλωμα LM317 μπορεί να αντιμετωπιστεί ως κύκλωμα τρέχοντος ρυθμιστή LM317.
Τρέχων ρυθμιστής LM317
Το ρεύμα εξόδου είναι η πτώση τάσης της τάσης αναφοράς σε όλη την αντίσταση RH και δίνεται ως
Το ρεύμα εξόδου στην ιδανική περίπτωση είναι
Εγω εξω= Vref / RH
Λαμβάνοντας υπόψη το ηρεμιστικό ρεύμα, το ρεύμα εξόδου δίνεται ως
Εγω εξω= (Vref / RH) + IQ
Αυτοί οι γραμμικοί ρυθμιστές τάσης LM317 και LM337 χρησιμοποιούνται συχνά στο Μετατροπέας DC-DC εφαρμογές. Οι γραμμικοί ρυθμιστές αντλούν φυσικά πολύ ρεύμα καθώς παρέχουν. Η ισχύς που παράγεται λόγω του πολλαπλασιασμού αυτού του ρεύματος με τη διαφορά τάσης μεταξύ της εισόδου και της εξόδου θα διαλυθεί και θα σπαταληθεί ως θερμότητα.
Λόγω αυτού, η θερμότητα πρέπει να ληφθεί υπόψη για σημαντικό σχεδιασμό και οδηγεί σε αναποτελεσματικότητα. Εάν η διαφορά τάσης αυξηθεί, τότε η σπατάλη ισχύος θα αυξηθεί και μερικές φορές αυτή η απορριπτόμενη ισχύς απορριμμάτων θα είναι μεγαλύτερη από την παρεχόμενη ισχύ.
Ακόμα κι αν αυτό είναι ασήμαντο, αλλά καθώς οι γραμμικοί ρυθμιστές τάσης με μερικά πρόσθετα εξαρτήματα είναι ένας απλός τρόπος για την επίτευξη σταθερής τάσης, έτσι, πρέπει να αποδεχτούμε αυτήν την αντιστάθμιση. Οι ρυθμιστές τάσης μεταγωγής είναι εναλλακτικοί για αυτούς τους γραμμικούς ρυθμιστές, καθώς αυτοί οι ρυθμιστές μεταγωγής είναι γενικά πιο αποδοτικοί, αλλά απαιτούν περισσότερο αριθμό εξαρτημάτων για το σχεδιασμό και συνεπώς χρειάζονται περισσότερο χώρο.
Ελπίζω αυτό το άρθρο να δώσει μια σύντομη ενημέρωση σχετικά με το κύκλωμα ρυθμιστή τάσης LM317 με τη λειτουργία. Επιπλέον, για τυχόν διευκρινίσεις σχετικά με το ρυθμιστές τάσης και τις εφαρμογές τους , μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας δημοσιεύοντας τα σχόλιά σας ή τα ερωτήματά σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων.
