Jännitesäädin on yksi yleisimmin käytetyistä elektroniset piirit missä tahansa laitteessa. Synkronoitu jännite (ilman vaihteluja ja melutasoja) on erittäin merkittävä monien digitaalisten elektronisten laitteiden sujuvan toiminnan kannalta. Tavallisesti mikrokontrollereiden kanssa mikrokontrolleriin on syötettävä tasainen säädetty tulojännite, jotta se toimisi sujuvasti. Jännitesäädin löytyy elektronisista laitteista, joita kulutetaan virtalähteen jännitteen ylläpitämiseksi sen varmistamiseksi, että jännite pysyy sopivissa rajoissa. Tässä artikkelissa käsitellään jännitesäätimien ja Lm 340 -sarjan jännitesäätimien tyyppejä.

Jännitesäätimet

Mikä on jännitesäädin?

Jännitesäädin on sähkö- tai elektronikone, joka pitää virtalähteen jännitteen sopivissa rajoissa. Jännitteen säätimen halutaan pitävän jännitteet määrätyllä alueella, jonka sähkölaite voi sietää kyseistä jännitettä käyttäen. Tällaista laitetta käytetään yleisesti kaikentyyppisissä moottoriajoneuvoissa, jotta varmistetaan generaattorin tasavirtalähtöjännite sähkökuormalle ja varmistetaan moottorin latausvaatimukset. akku . Jännitteen säätimiä käytetään myös elektronisissa laitteissa, joissa liiallinen jännitteen vaihtelu voi olla haitallista.

IC-jännitteen säädin

LM340-sarjan jännitesäädin

Jännitteen säädin LM340 IC: n käyttö on eniten käytetty jännitteen säätimen IC. Sisäänrakennettu vertailujännite on esitetty alla olevassa LM340 IC: n lohkokaaviossa.

3 Liittimen jännitteen säädin

Vref ajaa ei-invertoivasta tulosta operatiivinen vahvistin . Tässä käytetyn op-vahvistimen jännitevahvistuksen eri vaiheita on. Tämä suuri vahvistus auttaa op-vahvistinta rakentamaan virhejännitteen käänteisten ja ei-invertoivien liittimien välille melkein nollaan. Siten käänteisen tuloliittimen arvo on samanlainen kuin ei-invertoivan päätelaitteen Vref. Siten potentiaalijakajan läpi virtaava virta voidaan kirjoittaa

I = Vref / R2

Vastus R2, kuten kaaviossa esitetään, ei ole mikrokorttiin kytketty ulkokomponentti, vaan sisäinen vastus, jonka valmistaja on rakentanut mikropiiriin. Edellä mainittujen olosuhteiden vuoksi sama virta kulkee R1: n läpi. Tällöin lähtöjännite voidaan kirjoittaa

Vout = Vref / R2 (R1 + R2)

Tämä osoittaa, että säätimen lähtöä voidaan ohjata myös asettamalla halutut arvot R1: lle ja R2: lle. IC: ssä on sarjapäästötransistori, joka kykenee käsittelemään yli 1,5 A: n kuormavirtaa edellyttäen, että sen mukana on riittävä lämmön uppoaminen.

LM 340

Muiden piirien tavoin tällä mikropiirillä on myös terminen sammutus ja nykyiset varoitusvaihtoehdot. Lämpösammutus on ominaisuus, joka sammuttaa IC: n heti, kun IC: n sisälämpötila nousee ennalta asetetun arvon yläpuolelle. Tämä lämpötilan nousu voi johtua pääasiassa liiallisesta ulkojännitteestä, ympäristön lämpötilasta tai jopa lämmön uppoamisesta. LM340 IC: n ennalta asetettu katkaisulämpötila-arvo on 175 ° C.Lämpöpysäytyksen ja virranrajoituksen takia LM 340 -sarjan laitteet ovat melkein tuhoutumattomia.

LM340-15-piiri

Yllä oleva kaavio osoittaa LM340 IC: n käytön jännitteen säätimenä. Tapit 1, 2 ja 3 ovat tulo, lähtö ja myös maadoitus.

Jos mikropiiristä säätämättömän virtalähteen suodatinkondensaattoriin on melko vähän etäisyyttä (senttimetreinä), IC: n sisällä voi olla epätoivottuja värähtelyjä johtuen piirin sisällä olevista lyijyn induktansseista. Tämän tarpeettoman värähtelyn poistamiseksi kondensaattori C1 on sijoitettava piirin osoittamalla tavalla. Kondensaattoria C2 käytetään joskus piirin ohimenevän reaktion kehittämiseen.

Kaikki LM 340 -sarjan laitteet tarvitsevat minimijännitteen, jonka tulisi olla vähintään 2-3 V suurempi kuin säädetty lähtöjännite - muuten se lakkaa säätämästä. Lisäksi jännitteen enimmäistulo on liian suuri tehohäviö.

Sääntelylajien tyypit

Pohjimmiltaan on kaksi tyypin jännitesäätimet : - Lineaarinen jännitesäädin ja kytkentäjännitesäädin. Tässä artikkelissa keskustellaan vain lineaarisesta jännitteen säätimestä. Lineaariset jännitesäätimet ovat kahta tyyppiä: Sarja ja Shunt.

Lineaarinen säädin

Lineaarinen säädin toimii a jännitteenjakaja . Ohmialueella se käyttää FET-tekniikkaa. Jännitesäätimen vastukset ovat vaihtelu kuormituksella, joka johtaa vakaan lähtöjännitteen.

Lineaarisen jännitteen säätimen edut

Antaa matalan lähtöjännitteen
Nopea vasteaika kuormitus tai linjan muutokset
Matala sähkömagneettinen häiriö ja vähemmän melua

Lineaarisen jännitteen säätimen haitat

Tehokkuus on hyvin heikko
Vaatii suuren tilan jäähdytyslevyn
Tulon yläpuolella olevaa jännitettä ei voida nostaa

Sarjan jännitesäädin

Sarjajännitesäädin on nimetty myös sarjapääsyjännitteen säätimeksi. Se käyttää muuttuvaa elementtiä, joka sijaitsee sarjassa kuorman kanssa. Sarjaelementin resistanssien epäluotettavuuden vuoksi sen yli pudotettua jännitettä voidaan muuttaa sen varmistamiseksi, että kuorman jännite pysyy vakiona.

“n vs p -tyyppinen puolijohde ”

Sarjan jännitesäädin

Sarjajännitesäätimen etu on, että kuormitus voi käyttää vedettyä virtamäärää tehokkaasti, vaikka mikä tahansa säätimeen kytketty piiri kuluttaisi osan virrasta. Toisin kuin shunttisäädin, sarjasäädin ei ota täyttä virtaa, vaikka kuorma ei tarvitsisi virtaa. Tämän seurauksena sarjasäädin on huomattavasti tehokkaampi.

Shunt-jännitteen säädin

Shunttijännitteen säädin toimii tarjoamalla polku syöttöjännitteestä maahan vaihtelevan vastuksen kautta. Shuntti-säätimen läpi kulkeva virta ohjataan pois kuormasta ja virtaa sitten turhaan maahan, mikä tekee tästä muodosta yleensä vähemmän tehokkaan kuin sarja-säädin. Se on kuitenkin yksinkertaisempi, koostuu joskus jännite-vertailudiodista, jota käytetään hyvin pienitehoisessa piirissä, jossa hukkavirta on liian pieni huolestuttavaksi. Tämä muoto on hyvin yleinen jännitteen vertailupiireille. Shunt-säädin voi yleensä vain upottaa (absorboida) virtaa.

Shunt-jännitteen säädin

Shunt-säätimien sovellukset

Pienen lähtöjännitteen kytkentävirtalähteet
Virtalähde ja pesuallaspiirit
Virhevahvistimet
Mukautuva jännite tai virta lineaarinen ja kytkentä virtalähteet
Jännitteen valvonta
Analogiset ja digitaaliset piirit, jotka vaativat tarkkoja viitteitä
Tarkkuusvirtarajoittimet

Tämä koskee Lm340-sarjan jännitesäätimiä ja niiden sovelluksia. Uskomme, että tässä artikkelissa annetut tiedot auttavat sinua ymmärtämään paremmin tätä käsitettä. Toisen sukupolven IC-säätimet ovat kolminapaisia laitteita, jotka pitävät lähtöjännitteen vakiona. LM340-sarja on tyypillinen toisen sukupolven IC-säätimien tapaus. LM340-sarjan säännellyt jännitteet ovat 5 - 24 V. LM340-laitteisiin sisältyy virranrajoitus ja lämpösammutus. Kun IC-säädin on yli muutaman tuuman päässä syötteestä, voi olla tarpeen liittää ohituskondensaattori säätimen tulon yli. LM340-laitteen tulojännitteen tulisi olla vähintään 2 tai 3 V suurempi kuin säädetty lähtö.

Lisäksi tätä artikkelia koskevista kyselyistä tai avusta toteutuksessa sähkö- ja elektroniikkaprojektit , voit ottaa meihin yhteyttä tai kommentoida alla olevassa kommenttiosassa.

Valokuvahyvitykset: