En spændingsregulator er en af de mest almindeligt anvendte elektroniske kredsløb i enhver enhed. En synkroniseret spænding (uden udsving og støjniveauer) er meget vigtig for, at mange digitale elektroniske enheder fungerer problemfrit. Som en almindelig sag med mikrokontroller skal der leveres en jævn reguleret indgangsspænding til mikrokontrolleren for at fungere problemfrit. En spændingsregulator findes i elektroniske enheder, der forbruges for at opretholde strømkildens spænding for at sikre, at spændingen holder sig inden for passende grænser. Denne artikel diskuterer typerne af spændingsregulatorer og Lm 340-serie spændingsregulator.

Spændingsregulatorer

Hvad er en spændingsregulator?

En spændingsregulator er en elektrisk eller elektronisk maskine, der holder spændingen i en strømkilde inden for passende grænser. Spændingsregulatoren ønskes at holde spændinger inden for det foreskrevne interval, der kan tolereres af et elektrisk apparat, der bruger denne spænding. En sådan anordning bruges almindeligvis i motorkøretøjer af alle typer for at sikre generatorens udgangsspænding ligesom den elektriske belastning og for at sikre opladningskravene til batteriet . Spændingsregulatorer anvendes også i elektroniske apparater, hvor store variationer i spænding kan være skadelige.

IC spændingsregulator

LM340-serie spændingsregulator

Spændingsregulatoren ved hjælp af LM340 IC er den mest anvendte spændingsregulator IC. En indbygget referencespænding er vist i blokdiagrammet til LM340 IC nedenfor.

3 Terminal spændingsregulator

Vref drev fra den ikke-inverterende input af operationel forstærker . Der er forskellige stadier af spændingsforstærkning af op-amp, der bruges her. Denne høje forstærkning hjælper op-amp til at opbygge en fejlspænding mellem inverterende og ikke-inverterende terminaler til næsten nul. Således vil den inverterende indgangsterminalværdi være den samme som den ikke-inverterende terminal, Vref. Således kan strømmen, der strømmer gennem den potentielle opdeler, skrives som

I = Vref / R2

Modstanden R2, som vist i diagrammet, er ikke en udvendig komponent forbundet til IC'en, men en intern modstand, som er bygget indvendigt på IC'en af producenten. På grund af ovenstående betingelser flyder den samme strøm gennem R1. Således kan udgangsspændingen skrives som

Vout = Vref / R2 (R1 + R2)

Dette viser, at regulatorens output også kan styres ved at sætte de ønskede værdier for R1 og R2. IC'en har en seriepassetransistor, som er i stand til at håndtere mere end 1,5 A belastningsstrøm forudsat at der er tilstrækkelig varmesænkning sammen med den.

LM 340

Ligesom andre IC'er har denne IC også termisk nedlukning og aktuelle advarselmuligheder. Termisk nedlukning er en funktion, der slukker for IC'et, så snart IC'ens indvendige temperatur stiger over dets forudindstillede værdi. Denne temperaturstigning kan for det meste skyldes den overdrevne udvendige spænding, omgivelsestemperaturen eller endda på grund af kølelegeme. Den forudindstillede afskærmningstemperaturværdi for LM340 IC er 175 ° C. På grund af termisk nedlukning og strømbegrænsning er enhederne i LM 340-serien næsten uforgængelige.

LM340-15 kredsløb

Ovenstående diagram viser anvendelsen af LM340 IC som en spændingsregulator. Pins 1, 2 og 3 er input, output og også jord.

Hvis der er en hel del afstand (i cms) fra IC til filterkondensatoren for den uregulerede strømforsyning, kan der være en chance for, at uønskede svingninger sker inden i IC på grund af blyinduktanser i kredsløbet. For at fjerne denne unødvendige svingning, kondensatoren C1 skal placeres som vist i kredsløbet. Kondensatoren C2 bruges undertiden til at udvikle kredsløbets forbigående reaktion.

Enheder i LM 340-serien har brug for et minimum af spændingen, som skal være mindst 2 til 3 V større end den regulerede udgangsspænding - ellers stopper den med at regulere. Desuden er der en maksimal spændingsindgang på grund af overdreven strømafbrydelse.

Typer af regulatorer

Dybest set er der to typer spændingsregulatorer : - Lineær spændingsregulator og Switching voltage regulator. I denne artikel diskuteres kun lineær spændingsregulator. De lineære spændingsregulatorer er af to typer: Serier og Shunt.

Lineær regulator

Lineær regulator fungerer som en spændingsdeler . I det ohmiske område bruger det en FET. Modstanden i spændingsregulatoren er en variation med belastningen, hvilket resulterer i konstant udgangsspænding.

Fordele ved den lineære spændingsregulator

Giver en lav output krusningsspænding
Hurtig responstid belastning eller linjeændringer
Lav elektromagnetisk interferens og mindre støj

Ulemper ved den lineære spændingsregulator

Effektiviteten er meget lav
Kræver et stort kølelegeme
Spændingen over indgangen kan ikke øges

Serie spændingsregulator

En seriens spændingsregulator er også navngivet som en seriepasningsspændingsregulator. Det bruger et variabelt element placeret i serie med belastningen. På grund af modstandenes upålidelighed i serieelementet kan spændingen, der falder over det, varieres for at sikre, at spændingen over belastningen forbliver konstant.

“en bit fuld adder sandhedstabel ”

Serie spændingsregulator

Fordelen ved seriens spændingsregulator er, at mængden af strøm, der trækkes, kan bruges effektivt af belastningen, skønt noget strøm vil blive forbrugt af ethvert kredsløb, der er forbundet med regulatoren. I modsætning til shuntregulatoren trækker serieregulatoren ikke fuld strøm, selv når belastningen ikke har brug for strøm. Som et resultat er serieregulatoren betydeligt mere effektiv.

Shunt Voltage Regulator

En shunt spændingsregulator fungerer ved at tilvejebringe en sti fra forsyningsspændingen til jorden gennem en variabel modstand. Strømmen gennem shuntregulatoren afledes væk fra belastningen og flyder derefter ubrugeligt til jorden, hvilket gør denne form generelt mindre effektiv end serieregulatoren. Det er imidlertid enklere, undertiden bestående af en spændingsreferenciediode, den bruges i et meget lavt strømkredsløb, hvor den spildte strøm er for lille til at være bekymrende. Denne form er meget generel for spænding referencekredsløb. En shuntregulator kan normalt kun synke (absorbere) strøm.

Shunt Voltage Regulator

Anvendelser af Shunt Regulators

Strømforsyninger med lav udgangsspænding
Nuværende kilde- og vaskekredsløb
Fejlforstærkere
Den tilpasningsdygtige spænding eller strøm lineær og kobling strømforsyninger
Spændingsovervågning
Analoge og digitale kredsløb, der kræver præcisionsreferencer
Nøjagtighedsbegrænsninger

Dette handler om spændingsregulatorer i Lm340-serien og deres applikationer. Vi mener, at oplysningerne i denne artikel er nyttige for dig for en bedre forståelse af dette koncept. Anden generation IC regulatorer er tre-terminal enheder, der kan holde udgangsspændingen konstant. LM340-serien er et typisk tilfælde af anden generations IC-regulatorer. De regulerede spændinger i LM340-serien er fra 5 til 24 V. LM340-enheder inkluderer strømbegrænsning og termisk nedlukning. Når en IC-regulator er mere end et par centimeter fra forsyningen, kan det være nødvendigt at forbinde en bypass-kondensator på tværs af regulatorindgangen. Indgangsspændingen til en LM340-enhed skal være mindst 2 eller 3 V større end den regulerede udgang.

Desuden til spørgsmål vedrørende denne artikel eller hjælp til implementering elektriske og elektroniske projekter , kan du kontakte os eller kommentere i kommentarfeltet nedenfor.

Fotokreditter: