Regulátor napětí je jedním z nejčastěji používaných elektronické obvody v jakémkoli zařízení. Synchronizované napětí (bez kolísání a hladin hluku) je velmi důležité pro hladké fungování mnoha digitálních elektronických zařízení. Jako u mikrokontrolérů je obvyklé, aby mikrokontrolér fungoval plynule regulovaným vstupním napětím. V elektronických zařízeních se nachází regulátor napětí, který se spotřebovává k udržení napětí zdroje energie, aby se zajistilo, že napětí zůstane ve vhodných mezích. Tento článek pojednává o typech regulátorů napětí a regulátoru napětí řady Lm 340.

Regulátory napětí

Co je to regulátor napětí?

Regulátor napětí je elektrický nebo elektronický stroj, který udržuje napětí zdroje energie ve vhodných mezích. Je požadováno, aby regulátor napětí udržoval napětí v předepsaném rozsahu, který může být tolerován elektrickým zařízením používajícím toto napětí. Takové zařízení se běžně používá v motorových vozidlech všech typů k zajištění stejného výstupního napětí generátoru k elektrické zátěži a k zajištění požadavků na nabíjení baterie . Regulátory napětí se používají také v elektronických zařízeních, kde by mohly být škodlivé nadměrné změny napětí.

Regulátor IC napětí

Regulátor napětí řady LM340

Regulátor napětí pomocí IC LM340 je nejčastěji používaný IC regulátor napětí. Integrované referenční napětí je zobrazeno v blokovém schématu IC LM340 níže.

3 Terminálový regulátor napětí

Vref pohání z neinvertujícího vstupu operační zesilovač . Zde se používají různé fáze napěťového zisku operačního zesilovače. Tento vysoký zisk pomáhá operačnímu zesilovači vybudovat chybové napětí mezi invertujícími a neinvertujícími svorkami téměř na nulu. Hodnota invertující vstupní svorky bude tedy podobná jako neinvertující svorka Vref. Proud protékající děličem potenciálu lze tedy zapsat jako

I = Vref / R2

Rezistor R2, jak je znázorněno na obrázku, není vnější komponenta připojená k IC, ale vnitřní rezistor, který je uvnitř IC zabudován výrobcem. Kvůli výše uvedeným podmínkám protéká R1 stejný proud. Výstupní napětí lze tedy zapsat jako

Vout = Vref / R2 (R1 + R2)

To ukazuje, že výstup regulátoru lze také řídit zadáním požadovaných hodnot pro R1 a R2. Integrovaný obvod má sériový tranzistor, který je schopen zpracovat více než 1,5 A zátěžového proudu za předpokladu, že je spolu s ním zajištěn dostatečný odvod tepla.

LM 340

Stejně jako ostatní integrované obvody má i tento integrovaný obvod tepelné vypnutí a aktuální možnosti varování. Tepelné vypnutí je funkce, která vypne IC, jakmile vnitřní teplota IC stoupne nad přednastavenou hodnotu. Tento nárůst teploty může být většinou způsoben nadměrným vnějším napětím, okolní teplotou nebo dokonce v důsledku poklesu tepla. Přednastavená hodnota mezní teploty pro LM340 IC je 175 ° C. Z důvodu tepelného vypnutí a omezení proudu jsou zařízení řady LM 340 téměř nezničitelná.

Obvod LM340-15

Výše uvedený diagram ukazuje použití LM340 IC jako regulátoru napětí. Piny 1, 2 a 3 jsou vstup, výstup a také uzemnění.

Pokud je mezi IC a filtračním kondenzátorem neregulovaného napájecího zdroje značná vzdálenost (v cms), může v IC existovat šance na nežádoucí oscilace v důsledku indukčnosti vedení v obvodu. Abychom odstranili tuto zbytečnou oscilaci, kondenzátor C1 musí být umístěn tak, jak je znázorněno v obvodu. Kondenzátor C2 se někdy používá k vyvolání přechodné reakce obvodu.

Každé zařízení řady LM 340 potřebuje minimální vstup napětí, které by mělo být alespoň o 2 až 3 V vyšší než regulované výstupní napětí - jinak přestane regulovat. Kromě toho existuje maximální vstup napětí z důvodu nadměrného ztrátového výkonu.

Druhy regulačních orgánů

V zásadě existují dva typy regulátorů napětí : - Lineární regulátor napětí a regulátor spínacího napětí. V tomto článku je diskutován pouze lineární regulátor napětí. Lineární regulátory napětí jsou dvou typů: Series a Shunt.

Lineární regulátor

Lineární regulátor funguje jako a dělič napětí . V ohmické oblasti používá FET. Odpory regulátoru napětí jsou kolísáním zátěže, což má za následek konstantní výstupní napětí.

Výhody lineárního regulátoru napětí

Poskytuje nízké zvlnění výstupního napětí
Rychlá doba odezvy nebo změny vedení
Nízké elektromagnetické rušení a menší hluk

Nevýhody lineárního regulátoru napětí

Účinnost je velmi nízká
Vyžaduje velký prostorový chladič
Napětí nad vstupem nelze zvýšit

Sériový regulátor napětí

Regulátor sériového napětí se také nazývá regulátor sériového napětí. Používá variabilní prvek umístěný v sérii se zátěží. Kvůli nespolehlivosti odporů v sériovém prvku lze napětí, které na něm pokleslo, měnit, aby se zajistilo, že napětí na zátěži zůstane konstantní.

“nápady pro android aplikace pro studenty ”

Sériový regulátor napětí

Výhodou sériového regulátoru napětí je, že množství odebíraného proudu může být efektivně využito zátěží, ačkoli nějaký proud by byl spotřebován jakýmkoli obvodem připojeným k regulátoru. Na rozdíl od směšovacího regulátoru sériový regulátor nečerpá plný proud, i když zátěž nepotřebuje žádný proud. Výsledkem je, že regulátor série je výrazně efektivnější.

Regulátor bočního napětí

Regulátor bočního napětí funguje tak, že zajišťuje cestu od napájecího napětí k zemi prostřednictvím proměnného odporu. Proud procházející bočním regulátorem je odkloněn od zátěže a poté zbytečně proudí k zemi, čímž je tato forma obecně méně účinná než sériový regulátor. Je to však jednodušší, někdy se skládá z diody s referenčním napětím, používá se v obvodu s velmi nízkým výkonem, kde je zbytečný proud příliš malý na to, aby nás znepokojoval. Tato forma je velmi obecná pro referenční obvody napětí. Regulátor bočníku může obvykle pouze potopit (absorbovat) proud.

Regulátor bočního napětí

Aplikace směšovacích regulátorů

Spínané napájecí zdroje s nízkým výstupním napětím
Proudové obvody a zdroje proudu
Chybové zesilovače
Adaptabilní napětí nebo proud lineární a spínací zásoby energie
Monitorování napětí
Analogové a digitální obvody, které vyžadují přesné reference
Omezovače přesnosti proudu

Jedná se o regulátory napětí řady Lm340 a jejich aplikace. Věříme, že informace uvedené v tomto článku vám pomohou lépe porozumět tomuto konceptu. Regulátory IC druhé generace jsou tříkoncová zařízení, která mohou udržovat konstantní výstupní napětí. Řada LM340 je typickým případem IC regulátorů druhé generace. Regulované napětí řady LM340 je od 5 do 24 V. Zařízení LM340 zahrnují omezení proudu a tepelné vypnutí. Pokud je IC regulátor více než několik palců od napájení, může být nutné připojit obtokový kondenzátor přes vstup regulátoru. Vstupní napětí do zařízení LM340 by mělo být alespoň o 2 nebo 3 V vyšší než regulovaný výstup.

Dále za jakékoli dotazy týkající se tohoto článku nebo za jakoukoli pomoc s implementací elektrické a elektronické projekty , můžete nás kontaktovat nebo komentovat v sekci komentářů níže.

Fotografické kredity: