ตัวควบคุมแรงดันไฟตกคร่อมต่ำคงที่

สารบัญ:

ตัวควบคุมแรงดันไฟตกคร่อมต่ำคงที่
ตัวควบคุมแรงดันไฟตกคร่อมต่ำคงที่

วีดีโอ: ตัวควบคุมแรงดันไฟตกคร่อมต่ำคงที่

วีดีโอ: ตัวควบคุมแรงดันไฟตกคร่อมต่ำคงที่
วีดีโอ: R ลดแรงดัน Part1/3 คํานวณ R ลดแรงดันไฟ ? (ที่แท้มันก็คือ วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า Voltage divider) 2024, เมษายน
Anonim

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยทั้งหมดสร้างขึ้นจากองค์ประกอบที่ไวต่อการจ่ายไฟฟ้า ไม่เพียงแต่การทำงานที่ถูกต้องเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของวงจรโดยรวมด้วย ดังนั้นก่อนอื่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จึงติดตั้งตัวปรับความคงตัวแบบคงที่พร้อมแรงดันไฟฟ้าตกเล็กน้อย ผลิตขึ้นในรูปแบบของวงจรรวมซึ่งผลิตโดยผู้ผลิตหลายรายทั่วโลก

ตัวควบคุมแรงดันไฟตกคร่อมต่ำคืออะไร

ภายใต้อุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (SN) ให้เข้าใจอุปกรณ์ดังกล่าว ภารกิจหลักคือการรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่บนโหลด ตัวกันโคลงใด ๆ มีความแม่นยำในการออกพารามิเตอร์ซึ่งกำหนดโดยประเภทของวงจรและส่วนประกอบที่รวมอยู่ในนั้น

ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันตกต่ำ
ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันตกต่ำ

ภายใน MV ดูเหมือนระบบปิด ซึ่งในโหมดอัตโนมัติ แรงดันไฟขาออกจะถูกปรับตามสัดส่วนอ้างอิง (ข้อมูลอ้างอิง) ซึ่งสร้างขึ้นโดยแหล่งพิเศษ ประเภทนี้ความคงตัวเรียกว่าการชดเชย ในกรณีนี้ องค์ประกอบควบคุม (RE) คือทรานซิสเตอร์ - ไบโพลาร์หรือคนงานภาคสนาม

องค์ประกอบควบคุมแรงดันไฟฟ้าสามารถทำงานได้ในสองโหมดที่แตกต่างกัน (กำหนดโดยรูปแบบการก่อสร้าง):

  • ใช้งานอยู่;
  • คีย์

โหมดแรกแสดงถึงการทำงานต่อเนื่องของ RE โหมดที่สอง - การทำงานในโหมดพัลซิ่ง

ตัวกันโคลงที่ใช้อยู่ที่ไหน

วิทยุ-อิเล็กทรอนิกส์ของคนรุ่นใหม่โดดเด่นด้วยความคล่องตัวในระดับโลก ระบบไฟฟ้าของอุปกรณ์สร้างขึ้นจากการใช้แหล่งกระแสเคมีเป็นหลัก งานของนักพัฒนาในกรณีนี้คือการได้รับตัวปรับความคงตัวด้วยพารามิเตอร์โดยรวมขนาดเล็กและการสูญเสียไฟฟ้าให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

CH สมัยใหม่ใช้ในระบบต่อไปนี้:

  • อุปกรณ์สื่อสารเคลื่อนที่
  • คอมพิวเตอร์พกพา;
  • แบตเตอรี่ไมโครคอนโทรลเลอร์;
  • กล้องวงจรปิดแบบออฟไลน์
  • ระบบรักษาความปลอดภัยอัตโนมัติและเซ็นเซอร์

ในการแก้ปัญหาการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบอยู่กับที่ จะใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าตกเล็กน้อยในตัวเรือนที่มีขั้วต่อประเภท KT สามขั้ว (KT-26, KT-28-2 เป็นต้น) ใช้สำหรับสร้างวงจรอย่างง่าย:

  • ที่ชาร์จ;
  • อุปกรณ์ไฟฟ้าในครัวเรือน;
  • เครื่องมือวัด;
  • ระบบสื่อสาร
  • อุปกรณ์พิเศษ

SNs ประเภทคงที่คืออะไร

สารกันบูดอินทิกรัลทั้งหมด (รวมอยู่ในซึ่งรวมถึงกลุ่มคงที่) แบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก:

  • สเตบิไลเซอร์แรงดันต่ำแบบไฮบริด (HID).
  • วงจรเซมิคอนดักเตอร์ (ISN).

SN ของกลุ่มแรกดำเนินการในวงจรรวมและองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์แบบไม่มีแพ็คเกจ ส่วนประกอบวงจรทั้งหมดถูกวางบนไดอิเล็กตริกซับสเตรต โดยเพิ่มตัวนำและตัวต้านทานต่อโดยการใช้ฟิล์มหนาหรือบาง เช่นเดียวกับองค์ประกอบที่ไม่ต่อเนื่อง - ความต้านทานผันแปร ตัวเก็บประจุ ฯลฯ

ตัวกันโคลงที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำสุด
ตัวกันโคลงที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำสุด

โครงสร้าง microcircuits เป็นอุปกรณ์ที่สมบูรณ์ แรงดันเอาต์พุตได้รับการแก้ไข สิ่งเหล่านี้มักจะเป็นตัวควบคุมความคงตัวโดยมีแรงดันไฟฟ้าตกต่ำ 5 โวลต์และสูงถึง 15 V ระบบที่ทรงพลังกว่านั้นสร้างขึ้นจากทรานซิสเตอร์ไร้กรอบอันทรงพลังและวงจรควบคุม (พลังงานต่ำ) ที่ใช้ฟิล์ม วงจรสามารถส่งกระแสได้ถึง 5 แอมป์

ชิป ISN ทำงานบนชิปตัวเดียว เนื่องจากมีขนาดเล็กและน้ำหนัก เมื่อเทียบกับไมโครเซอร์กิตรุ่นก่อนๆ พวกมันมีความน่าเชื่อถือและถูกกว่าในการผลิต แม้ว่าจะด้อยกว่า GISN ในแง่ของพารามิเตอร์

SN เชิงเส้นที่มีสามพินเป็นของ ISN หากคุณใช้ซีรีย์ L78 หรือ L79 (สำหรับแรงดันบวกและลบ) พวกมันจะถูกแบ่งออกเป็นไมโครเซอร์กิตด้วย:

  • กระแสไฟขาออกต่ำประมาณ 0.1 A (L78L).
  • กระแสไฟเฉลี่ย ประมาณ 0.5A (L78M).
  • กระแสสูงถึง 1.5 A (L78).

หลักการทำงานของตัวควบคุมเชิงเส้นการตกหล่นต่ำแรงดันไฟฟ้า

โครงสร้างกันโคลงทั่วไปประกอบด้วย:

  • แรงดันอ้างอิง
  • สัญญาณผิดพลาดตัวแปลง (เครื่องขยายเสียง)
  • ตัวแบ่งสัญญาณและส่วนประกอบควบคุมที่ประกอบอยู่บนตัวต้านทานสองตัว

เนื่องจากค่าของแรงดันไฟเอาท์พุตขึ้นอยู่กับความต้านทาน R1 และ R2 โดยตรง ค่าหลังจะถูกสร้างขึ้นในไมโครเซอร์กิตและได้ CH ที่มีแรงดันเอาต์พุตคงที่

ตัวควบคุมเชิงเส้นแบบออกกลางคันต่ำ
ตัวควบคุมเชิงเส้นแบบออกกลางคันต่ำ

การทำงานของตัวควบคุมแรงดันไฟตกคร่อมต่ำนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการเปรียบเทียบแรงดันอ้างอิงกับแรงดันที่เป็นเอาต์พุต แอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดทำหน้าที่กับเกตของทรานซิสเตอร์กำลังที่เอาต์พุตซึ่งครอบคลุมหรือเปิดทรานซิชันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับของความคลาดเคลื่อนระหว่างตัวบ่งชี้ทั้งสองนี้ ดังนั้น ระดับไฟฟ้าจริงที่เอาท์พุตของสเตบิไลเซอร์จะแตกต่างจากค่าเล็กน้อยที่ประกาศไว้เล็กน้อย

นอกจากนี้ในวงจรยังมีเซ็นเซอร์สำหรับป้องกันความร้อนสูงเกินไปและกระแสไฟเกิน ภายใต้อิทธิพลของเซ็นเซอร์เหล่านี้ ช่องสัญญาณของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตถูกบล็อกอย่างสมบูรณ์ และจะหยุดส่งกระแส ในโหมดปิดเครื่อง ชิปจะกินไฟเพียง 50 ไมโครแอมป์

วงจรควบคุมการตกหล่นต่ำ

ไมโครวงจรกันโคลงในตัวสะดวกเพราะมีองค์ประกอบที่จำเป็นทั้งหมดอยู่ภายใน การติดตั้งบนบอร์ดต้องรวมตัวเก็บประจุกรองเท่านั้น หลังได้รับการออกแบบมาเพื่อขจัดสัญญาณรบกวนที่มาจากแหล่งและโหลดปัจจุบัน ดังที่แสดงในรูป

โคลงคงที่พร้อมแรงดันตกต่ำ
โคลงคงที่พร้อมแรงดันตกต่ำ

เกี่ยวกับ 78xx ซีรีส์ CHs และการใช้ตัวเก็บประจุแทนทาลัมหรือเซรามิก shunt สำหรับอินพุตและเอาต์พุต ความจุของตัวหลังควรอยู่ภายใน 2 uF (อินพุต) และ 1 uF (เอาต์พุต) ที่แรงดันไฟและค่ากระแสใดๆ ที่อนุญาต หากคุณใช้ตัวเก็บประจุอลูมิเนียม ค่าของตัวเก็บประจุไม่ควรต่ำกว่า 10 ไมโครฟารัด เชื่อมต่อองค์ประกอบต่างๆ ให้ใกล้เคียงกับหมุดของไมโครเซอร์กิตมากที่สุด

ในกรณีที่ไม่มีตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าตกเล็กน้อยตามระดับที่ต้องการ คุณสามารถเพิ่มระดับ CH จากค่าที่เล็กกว่าไปเป็นค่าที่ใหญ่กว่าได้ โดยการเพิ่มระดับของไฟฟ้าที่ขั้วทั่วไป จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณที่โหลดเท่ากัน ดังแสดงในแผนภาพ

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำ
ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำ

ข้อดีและข้อเสียของตัวควบคุมเชิงเส้นและสวิตช์

วงจรรวมของการกระทำต่อเนื่อง (SN) มีข้อดีดังต่อไปนี้:

  1. สำเร็จในแพ็คเกจเล็กๆ เดียว ซึ่งช่วยให้วางบนเวิร์กสเปซ PCB ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
  2. ไม่ต้องติดตั้งกฎข้อบังคับเพิ่มเติม
  3. ให้ความเสถียรของพารามิเตอร์เอาต์พุตที่ดี

ข้อเสียคือ ประสิทธิภาพต่ำ ไม่เกิน 60% ซึ่งสัมพันธ์กับแรงดันตกคร่อมองค์ประกอบควบคุมในตัว ด้วยไมโครเซอร์กิตกำลังสูง จึงจำเป็นต้องใช้หม้อน้ำระบายความร้อนด้วยคริสตัล

การสลับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยการหยดเล็กน้อยถือว่ามีประสิทธิผลมากกว่าแรงดันไฟสนามซึ่งมีประสิทธิภาพประมาณที่ระดับ 85% สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากโหมดการทำงานขององค์ประกอบควบคุมซึ่งกระแสไหลผ่านเป็นพัลส์

ข้อเสียของวงจร CH แบบพัลซิ่ง ได้แก่:

  1. ความซับซ้อนของการออกแบบแผนผัง
  2. มีสัญญาณรบกวน
  3. ความเสถียรของพารามิเตอร์เอาต์พุตต่ำ

วงจรควบคุมแรงดันไฟเชิงเส้นบางตัว

นอกจากการใช้ไมโครเซอร์กิตตามเป้าหมายเป็น CH แล้ว ยังขยายขอบเขตได้อีกด้วย วงจรบางรุ่นตามวงจรรวม L7805

เปิดเครื่องกันโคลงในโหมดคู่ขนาน

ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันตกต่ำบนสนาม
ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันตกต่ำบนสนาม

เพื่อเพิ่มกระแสโหลด CH จะต่อขนานกัน เพื่อให้แน่ใจว่าวงจรดังกล่าวจะใช้งานได้ จะมีการติดตั้งตัวต้านทานเพิ่มเติมที่มีค่าเล็กน้อยไว้ระหว่างโหลดและเอาท์พุตของตัวกันโคลง

โคลงปัจจุบันตาม CH

ตัวควบคุมการออกกลางคันต่ำ 5 โวลต์
ตัวควบคุมการออกกลางคันต่ำ 5 โวลต์

มีโหลดที่ต้องขับเคลื่อนด้วยกระแสคงที่ (เสถียร) เช่น โซ่ LED

แผนการควบคุมความเร็วพัดลมในคอมพิวเตอร์

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำ
ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำ

เรกูเลเตอร์ประเภทนี้ได้รับการออกแบบมาให้เมื่อเปิดเครื่องครั้งแรก ตัวทำความเย็นจะได้รับทั้งหมด 12 V (สำหรับโปรโมชัน) นอกจากนี้ เมื่อสิ้นสุดประจุของตัวเก็บประจุ C1 พร้อมตัวต้านทานปรับค่า R2 จะสามารถปรับค่าแรงดันไฟฟ้าได้

สรุป

เมื่อประกอบวงจรโดยใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟแบบ do-it-yourself ที่มีแรงดันไฟฟ้าตกต่ำ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าไมโครเซอร์กิตบางประเภท (สร้างขึ้นจากทรานซิสเตอร์แบบ field-effect) ไม่สามารถบัดกรีด้วยหัวแร้งธรรมดาได้ โดยตรงจากเครือข่าย 220 V โดยไม่ต้องต่อสายดินของเคส ไฟฟ้าสถิตสามารถทำลายชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ได้!