Un regulator de tensiune este unul dintre cele mai frecvent utilizate circuite electronice în orice dispozitiv. O tensiune sincronizată (fără fluctuații și niveluri de zgomot) este foarte semnificativă pentru buna funcționare a multor dispozitive electronice digitale. Ca un caz obișnuit cu microcontrolerele, o tensiune de intrare reglată lină trebuie să fie furnizată microcontrolerului pentru a funcționa fără probleme. Un regulator de tensiune se găsește în dispozitivele electronice, acesta este consumat pentru a menține tensiunea sursei de alimentare pentru a se asigura că tensiunea rămâne în limite adecvate. Acest articol discută tipurile de regulatoare de tensiune și regulatoare de tensiune din seria Lm 340.

Regulatoare de tensiune

Ce este un regulator de tensiune?

Un regulator de tensiune este o mașină electrică sau electronică care menține tensiunea unei surse de energie în limite adecvate. Regulatorul de tensiune este dorit pentru a menține tensiunile în intervalul prescris, care poate fi tolerat de un aparat electric care utilizează această tensiune. Un astfel de dispozitiv este utilizat în mod obișnuit la autovehicule de toate tipurile pentru a asigura o tensiune de ieșire egală a generatorului la sarcina electrică și pentru a asigura cerințele de încărcare ale bateria . Regulatoarele de tensiune sunt de asemenea utilizate în aparatele electronice în care variațiile excesive de tensiune ar putea fi dăunătoare.

Regulator de tensiune IC

Regulator de tensiune din seria LM340

Regulatorul de tensiune folosind IC LM340 este cel mai utilizat regulator de tensiune IC. O tensiune de referință încorporată este prezentată în diagrama bloc a IC LM340 de mai jos.

3 Regulator de tensiune terminal

Vref conduce de la intrarea non-inversantă a amplificator operațional . Există diferite etape ale câștigului de tensiune al amplificatorului opțional utilizat aici. Acest câștig ridicat ajută amplificatorul operațional să creeze o tensiune de eroare între terminalele inversoare și cele care nu inversează la aproape zero. Astfel, valoarea terminalului de intrare inversor va fi similară cu terminalul neinversibil, Vref. Astfel, curentul care curge prin divizorul potențial poate fi scris ca

I = Vref / R2

Rezistorul R2, așa cum se arată în diagramă, nu este o componentă exterioară conectată la IC, ci un rezistor intern, care este construit în interior pe IC de către producător. Datorită condițiilor de mai sus, același curent circulă prin R1. Astfel tensiunea de ieșire poate fi scrisă ca

Vout = Vref / R2 (R1 + R2)

Aceasta arată că ieșirea regulatorului poate fi controlată și prin plasarea valorilor dorite pentru R1 și R2. IC-ul are un tranzistor de trecere în serie, care este capabil să manevreze mai mult de 1,5 A curent de sarcină, cu condiția să fie asigurat suficientă scufundare de căldură împreună cu acesta.

LM 340

La fel ca alte IC-uri, acest IC are, de asemenea, opriri termice și opțiuni de avertizare curente. Oprirea termică este o caracteristică care oprește IC-ul imediat ce temperatura interioară a IC-ului crește peste valoarea prestabilită. Această creștere a temperaturii se poate datora mai ales tensiunii exterioare excesive, temperaturii ambiante sau chiar datorită scufundării de căldură. Valoarea presetată a temperaturii de tăiere pentru LM340 IC este de 175 ° C. Datorită opririi termice și limitării curentului, dispozitivele din seria LM 340 sunt aproape indestructibile.

Circuitul LM340-15

Diagrama de mai sus arată aplicarea IC LM340 ca regulator de tensiune. Pinii 1, 2 și 3 sunt de intrare, ieșire și, de asemenea, masă.

Dacă există o distanță destul de mică (în cm) de la IC la condensatorul de filtrare al sursei de alimentare nereglementate, atunci poate exista o șansă ca oscilațiile nedorite să se întâmple în IC datorită inductanțelor de plumb din circuit. Pentru a elimina această oscilație inutilă, condensatorul C1 trebuie plasat așa cum se arată în circuit. Condensatorul C2 este uneori folosit pentru a dezvolta reacția tranzitorie a circuitului.

Orice dispozitiv din seria LM 340 are nevoie de o intrare minimă a tensiunii, care ar trebui să fie cu cel puțin 2 până la 3 V mai mare decât tensiunea de ieșire reglată - în caz contrar, se oprește din reglare. În plus, există o intrare maximă de tensiune din cauza disipării excesive a puterii.

Tipuri de regulatori

Practic, sunt două tipuri de regulatoare de tensiune : - Regulator de tensiune liniară și regulator de tensiune de comutare. În acest articol se discută doar regulatorul de tensiune liniar. Regulatoarele de tensiune liniară sunt de două tipuri: Seria și Shunt.

Regulator liniar

Regulatorul liniar acționează ca un divizor de tensiune . În regiunea ohmică, folosește un FET. Rezistențele regulatorului de tensiune sunt o variație cu sarcina rezultând o tensiune de ieșire constantă.

Avantajele regulatorului de tensiune liniară

Oferă o tensiune redusă de undă de ieșire
Încărcare rapidă a timpului de răspuns sau modificări de linie
Interferență electromagnetică scăzută și mai puțin zgomot

Dezavantaje ale regulatorului de tensiune liniară

Eficiența este foarte scăzută
Necesită un radiator spațial mare
Tensiunea peste intrare nu poate fi mărită

Regulator de tensiune din serie

Un regulator de tensiune în serie este, de asemenea, numit ca un regulator de tensiune în serie. Folosește un element variabil situat în serie cu sarcina. Datorită nesiguranței rezistențelor din elementul de serie, tensiunea scăzută peste el poate fi variată pentru a se asigura că tensiunea peste sarcină rămâne constantă.

“cum se simplifică produsul sumelor ”

Regulator de tensiune din serie

Avantajul regulatorului de tensiune în serie este că cantitatea de curent extras poate fi utilizată eficient de sarcină, deși un anumit curent ar fi consumat de orice circuit conectat la regulator. Spre deosebire de regulatorul de șunt, regulatorul de serie nu trage curent complet chiar și atunci când sarcina nu are nevoie de curent. Ca urmare, regulatorul de serie este semnificativ mai eficient.

Regulator de tensiune de șunt

Un regulator de tensiune de șunt funcționează oferind o cale de la tensiunea de alimentare la sol printr-o rezistență variabilă. Curentul prin regulatorul de șunt este deviat departe de sarcină și apoi curge inutil la sol, făcând această formă în general mai puțin eficientă decât regulatorul de serie. Cu toate acestea, este mai simplu, uneori constând dintr-o diodă de referință de tensiune, este utilizat într-un circuit cu putere redusă în care curentul irosit este prea mic pentru a fi îngrijorător. Această formă este foarte generală pentru circuitele de referință de tensiune. Un regulator de șunt poate, de obicei, scufunda (absorbi) curentul.

Regulator de tensiune de șunt

Aplicații ale regulatorilor de șunt

Surse de alimentare cu comutare de tensiune redusă
Surse de curent și circuite de chiuvetă
Amplificatoare de eroare
Tensiunea sau curentul adaptabil liniar și de comutare surse de alimentare
Monitorizarea tensiunii
Circuite analogice și digitale care necesită referințe de precizie
Limitatori de curent de precizie

Este vorba despre regulatoarele de tensiune din seria Lm340 și despre aplicațiile acestora. Credem că informațiile furnizate în acest articol vă sunt utile pentru o mai bună înțelegere a acestui concept. Regulatoarele IC de a doua generație sunt dispozitive cu trei terminale care pot menține tensiunea de ieșire constantă. Seria LM340 este un caz tipic al regulatoarelor IC de a doua generație. Tensiunile reglementate din seria LM340 sunt cuprinse între 5 și 24 V. Dispozitivele LM340 includ limitarea curentului și oprire termică. Când un regulator IC se află la mai mult de câțiva centimetri de sursă, poate fi necesar să conectați un condensator de bypass la intrarea regulatorului. Tensiunea de intrare la un dispozitiv LM340 ar trebui să fie cu cel puțin 2 sau 3 V mai mare decât ieșirea reglementată.

În plus, pentru orice întrebări referitoare la acest articol sau pentru orice ajutor în implementare proiecte electrice și electronice , ne puteți contacta sau comenta în secțiunea de comentarii de mai jos.

Credite foto: