Sprieguma regulatora shēmas

Sprieguma regulators, kā norāda nosaukums, ir ķēde, ko izmanto sprieguma regulēšanai. Regulētais spriegums ir vienmērīga sprieguma padeve, bez trokšņiem un traucējumiem. Sprieguma regulatora izeja nav atkarīga no slodzes strāvas, temperatūras un maiņstrāvas līnijas izmaiņām. Sprieguma regulatori atrodas gandrīz katrā elektronikā vai mājas ierīcēs, piemēram, televizorā, ledusskapī, datorā utt., Lai stabilizētu barošanas spriegumu.

Būtībā sprieguma regulators samazina sprieguma svārstības, lai aizsargātu ierīci. Elektriskās sadales sistēmā sprieguma regulatori atrodas vai nu padeves līnijās, vai apakšstacijā. Šajā līnijā tiek izmantoti divu veidu regulatori, viens ir pakāpju regulators, kurā slēdži regulē strāvas padevi. Vēl viens ir indukcijas regulators, kas ir mainīga elektriskā mašīna, kas līdzīga asinhronajam motoram, kas baro enerģiju kā sekundāro avotu. Tas samazina sprieguma svārstības un nodrošina stabilu izvadi.

Ir dažādi sprieguma regulatoru veidi, kas ir paskaidroti turpmāk.

Sprieguma regulatora ķēdes veidi

Lineārā sprieguma regulatora ķēde

• Sērijas sprieguma regulators
• Šunta sprieguma regulators

Zenera sprieguma regulatora shēma

Pārslēgšanās sprieguma regulatora ķēde

• Buka tips
• Boost tips
• Buka / Boost tips

Lineārā sprieguma regulatora ķēde

Šie ir visizplatītākie regulatori, ko elektronikā izmanto, lai uzturētu vienmērīgu izejas spriegumu. Lineārie sprieguma regulatori darbojas kā sprieguma dalītāja ķēde, šajā regulatorā pretestība mainās atkarībā no slodzes izmaiņām un dod pastāvīgu izejas spriegumu. Tālāk ir norādītas dažas lineārā sprieguma regulatora priekšrocības un trūkumi:

Priekšrocības

• Izejas pulsācijas spriegums ir zems
• Reaģēšana notiek ātri
• Mazāk trokšņa

Trūkumi

• Zema efektivitāte
• Nepieciešama liela vieta
• Izejas spriegums vienmēr būs mazāks par ieejas spriegumu

1. Sērijas sprieguma regulators

Neregulētais spriegums ir tieši proporcionāls sprieguma kritumam pāri pretestībai, kas savienota virknē, un šis sprieguma kritums ir atkarīgs no slodzes patērētās strāvas. Ja pašreizējais slodzes patēriņš palielinās, samazināsies arī bāzes strāva, un tāpēc mazāk kolektora strāvas plūst caur kolektora izstarotāja spaili, un līdz ar to strāva caur slodzi palielināsies un otrādi.

Šunta sprieguma regulatora regulētais izejas spriegums ir definēts kā:

V _OUT = V _Z + V _BE

Zener sprieguma regulators

Zener sprieguma regulatori ir lētāki un piemēroti tikai mazjaudas ķēdēm. To var izmantot lietojumos, kur regulēšanas laikā izšķērdētās enerģijas daudzums nerada lielas bažas.

Rezistors ir virknē savienots ar zenera diode, lai ierobežotu caur diode plūstošās strāvas daudzumu, un ieejas spriegums Vin (kuram jābūt lielākam par zenera spriegumu) ir savienots pāri, kā parādīts attēlā, un izejas spriegums Vout, tiek ņemts pāri zenera diodei ar Vout = Vz (Zenera spriegums). Kā mēs zinām, Zenera diode sāk darboties pretējā virzienā, kad pielietotais spriegums ir lielāks par Zener sadalīšanās spriegumu. Tātad, kad tas sāk darboties, tas uztur to pašu spriegumu un plūst atpakaļ papildu strāvu, tādējādi nodrošinot stabilu izejas spriegumu.

Uzziniet vairāk par Zenera diode darbību šeit.

Pārslēgšanās sprieguma regulators

Ir trīs veidu komutācijas sprieguma regulatori:

• Buka vai pakāpeniska pārslēgšanās sprieguma regulators
• Paaugstināšanas vai pastiprināšanas pārslēgšanas sprieguma regulators
• Buka / pastiprināšanas pārslēgšanas sprieguma regulators

Buka vai pakāpeniska pārslēgšanās sprieguma regulators

Buka regulatoru izmanto, lai samazinātu spriegumu izejā, mēs pat varam izmantot sprieguma dalītāja ķēdi, lai samazinātu izejas spriegumu, bet sprieguma dalītāja ķēdes efektivitāte ir zema, jo rezistori izkliedē enerģiju kā siltumu. Mēs izmantojam kondensatoru, diode, induktoru un slēdzi ķēdē. Buka komutācijas sprieguma regulatora shēma ir norādīta zemāk:

Kad slēdzis ir ieslēgts, diode paliek pretēja, un barošanas avots ir pievienots induktoram. Kad slēdzis ir atvērts, induktora polaritāte tiek mainīta, un diode kļūst tendencioza uz priekšu un savieno induktoru ar zemi. Tad strāva caur induktoru samazinās ar slīpumu:

d I _L / dt = (0-V _OUT) / L

Kondensators tiek izmantots, lai novērstu sprieguma kritumu līdz nullei visā slodzē. Ja mēs turpināsim atvērt un aizvērt slēdzi, vidējais spriegums visā slodzē būs mazāks par piegādāto ieejas spriegumu. Jūs varat kontrolēt izejas spriegumu, mainot komutācijas ierīces darba ciklu.

Izejas spriegums = (ieejas spriegums) * (slēdža ieslēgšanas laika procentuālā daļa)

Ja vēlaties uzzināt vairāk par Buck pārveidotāju, nevis sekojiet saitei.

Paaugstināšanas vai pastiprināšanas pārslēgšanas sprieguma regulators

Boost Regulator tiek izmantots, lai palielinātu spriegumu visā slodzē. Turpmāk ir parādīta pastiprināšanas regulatora shēma:

Kad slēdzis ir aizvērts, diode izturas kā pretēja, un strāva pāri induktoram turpina palielināties. Tagad, kad slēdzis tiek atvērts, induktors radīs spēku, izraisot strāvas turpināšanu plūst un kondensators sāk uzlādēt. Nepārtraukti ieslēdzot un izslēdzot slēdzi, mēs saņemsim spriegumu pie slodzes, kas lielāka par ieejas spriegumu. Mēs varam kontrolēt izejas spriegumu, kontrolējot slēdža ieslēgšanas (ON) laiku.

Izejas spriegums = Ieejas spriegums / Slēdža atvēršanas laika procentuālā daļa

Ja vēlaties uzzināt vairāk par Boost pārveidotāju, noklikšķiniet uz saites.

Buck-Boost komutācijas sprieguma regulators

Buck-Boost komutācijas regulators ir gan Buck, gan Boost Regulator kombinācija, tas dod apgrieztu izeju, kas var būt lielāka vai mazāka par piegādāto ieejas spriegumu.

Kad slēdzis ir IESLĒGTS, diode darbojas kā apgriezta neobjektīva un induktors uzkrāj enerģiju, un kad slēdzis ir izslēgts, induktors sāk atbrīvot enerģiju ar pretēju polaritāti, kas uzlādē kondensatoru. Kad induktorā uzkrātā enerģija kļūst nulle, kondensators sāk izlādēties slodzē ar pretēju polaritāti. Sakarā ar šo sprieguma palielināšanas regulatoru tiek saukts arī par apgrieztu regulatoru.

Izejas spriegums ir definēts kā

Vout = Vin (D / 1-D) Kur, D ir darba cikls

Tādējādi, ja darba cikls ir zems, regulators darbojas kā Buka regulators un, kad darba cikls ir augsts, regulators rīkojas kā pastiprināšanas regulators.

Praktisks piemērs regulatora ķēdēm

Pozitīvā lineārā sprieguma regulatora ķēde

Mēs esam izstrādājuši pozitīva lineārā sprieguma regulatora shēmu, izmantojot 7805 IC. Šim IC ir visas shēmas, lai nodrošinātu 5 voltu regulētu padevi. Ieejas spriegumam jābūt vismaz lielākam par 2v no nominālās vērtības, piemēram, LM7805, mums vismaz jānodrošina 7v.

Neregulēts ieejas spriegums tiek piegādāts IC, un mēs iegūstam regulētu spriegumu izejas spailē. IC nosaukums nosaka tā funkciju, 78 apzīmē pozitīvo zīmi un 05 norāda regulētā izejas sprieguma vērtību. Kā redzat ķēdes shēmā, mēs piešķiram 9V 7805IC un regulējam + 5V pie izejas. Filtrēšanai izmanto kondensatoru C1 un C2.

Zenera sprieguma regulatora shēma

Šeit mēs esam izstrādājuši Zenera sprieguma regulatoru, izmantojot Zener diode 5,1 V. Zenera diode darbojas kā sensora elements. Kad barošanas spriegums pārsniedz tā sadalīšanās spriegumu, tā sāk darboties pretējā virzienā un uztur to pašu spriegumu un ieplūst papildu strāvu, tādējādi nodrošinot stabilu izejas spriegumu. Šajā ķēdē mēs dodam 9 V ieejas spriegumu un iegūstam gandrīz 5,1 regulētas izejas spriegumu.