Kaikki nykyaikaiset elektroniset laitteet on rakennettu syöttösähkölle herkille elementeille. Siitä ei riipu vain oikea toiminta, vaan myös piirien suorituskyky kokonaisuudessaan. Siksi ensinnäkin elektroniset laitteet on varustettu kiinteillä stabilaattoreilla, joilla on pieni jännitehäviö. Ne valmistetaan integroitujen piirien muodossa, joita monet valmistajat valmistavat ympäri maailmaa.
Mikä on matalan katkeamisjännitteen säädin?
Jännitteen stabilisaattorin (SN) alla on ymmärrettävä sellainen laite, jonka päätehtävänä on ylläpitää tietty vakiojännitetaso kuormassa. Jokaisella stabilisaattorilla on tietty tarkkuus parametrien antamisessa, joka määräytyy piirin tyypin ja siihen sisältyvien komponenttien mukaan.
Sisäisesti MV näyttää suljetulta järjestelmältä, jossa automaattitilassa lähtöjännite säädetään suhteessa referenssiin (referenssi), joka syntyy erityisestä lähteestä. Tämä tyyppiStabilisaattoreita kutsutaan kompensoiviksi. Tässä tapauksessa ohjauselementti (RE) on transistori - bipolaarinen tai kenttätyöntekijä.
Jännitesäätöelementti voi toimia kahdessa eri tilassa (määritetty rakennekaavion mukaan):
- aktiivinen;
- avain.
Ensimmäinen tila tarkoittaa RE:n jatkuvaa toimintaa, toinen - toimintaa pulssitilassa.
Missä kiinteää stabilointiainetta käytetään?
Modernin sukupolven radioelektronisille laitteille on ominaista liikkuvuus maailmanlaajuisesti. Laitteiden tehojärjestelmät on rakennettu pääasiassa kemiallisten virtalähteiden käytölle. Kehittäjien tehtävänä tässä tapauksessa on saada stabilisaattoreita, joiden kokonaisparametrit ovat pienet ja niissä on mahdollisimman vähän sähköhäviöitä.
Nykyaikaisia kanavia käytetään seuraavissa järjestelmissä:
- matkaviestintäpalvelut;
- kannettavat tietokoneet;
- mikroohjaimen paristot;
- offline-turvakamerat;
- itsenäiset turvajärjestelmät ja anturit.
Kiinteän elektroniikan virransyöttöongelmien ratkaisemiseksi käytetään jännitteensäätimiä, joissa on pieni jännitehäviö kotelossa, jossa on kolme KT-tyyppistä liitintä (KT-26, KT-28-2 jne.). Niitä käytetään yksinkertaisten piirien luomiseen:
- laturit;
- kotitalouksien virtalähteet;
- mittalaitteet;
- viestintäjärjestelmät;
- erikoisvarusteet.
Mitä ovat kiinteän tyypin SN:t?
Kaikki kiinteät stabilisaattorit (sisältyvät pakkaukseenjotka sisältävät kiinteät) on jaettu kahteen pääryhmään:
- Hybridimatalajännitteen stabilisaattorit (HID).
- Puolijohdemikropiirit (ISN).
Ensimmäisen ryhmän SN suoritetaan integroiduille piireille ja paketittomille puolijohdeelementeille. Kaikki piirikomponentit sijoitetaan dielektriselle alustalle, johon lisätään liitosjohtimet ja vastukset käyttämällä paksuja tai ohuita kalvoja, sekä erilliset elementit - muuttuvat resistanssit, kondensaattorit jne.
Rakenteellisesti mikropiirit ovat kokonaisia laitteita, joiden lähtöjännite on kiinteä. Nämä ovat yleensä stabilaattoreita, joiden jännitehäviö on pieni 5 volttia ja enintään 15 V. Tehokkaammat järjestelmät rakennetaan tehokkaille kehyksettömälle transistoreille ja kalvoihin perustuvalle ohjauspiirille (pieniteho). Piiri voi siirtää jopa 5 ampeerin virtoja.
ISN-mikropiirit suoritetaan yhdellä sirulla, koska ne ovat kooltaan ja painoltaan pieniä. Verrattuna aikaisempiin mikropiireihin ne ovat luotettavampia ja halvempia valmistaa, vaikka ne ovatkin parametrien suhteen huonompia kuin GISN.
Lineaariset SN:t, joissa on kolme nastaa, kuuluvat ISN:ään. Jos otat L78- tai L79-sarjan (positiivisille ja negatiivisille jännitteille), ne jaetaan mikropiireihin, joissa on:
- Pieni lähtövirta noin 0,1 A (L78L).
- Keskivirta, noin 0,5 A (L78M).
- Suuri virta jopa 1,5 A (L78).
Low Dropout Lineaarisen säätimen toimintaperiaatejännite
Tyypillinen stabilointirakenne koostuu:
- Jänniteohje.
- Muunnin (vahvistin) -virhesignaali.
- Kahdelle vastukselle koottu signaalin jakaja ja säätöelementti.
Koska lähtöjännitteen arvo riippuu suoraan vastuksista R1 ja R2, jälkimmäiset rakennetaan mikropiiriin ja saadaan kiinteällä lähtöjännitteellä varustettu CH.
Matalan pudotusjännitteen säätimen toiminta perustuu prosessiin, jossa vertailujännitettä verrataan ulostuloon. Riippuen näiden kahden indikaattorin välisen eron tasosta, virhevahvistin vaikuttaa tehotransistorin hilaan lähdössä peittäen tai avaamalla sen siirtymän. Näin ollen todellinen sähkön taso stabilisaattorin lähdössä poikkeaa vain vähän ilmoitetusta nimellisarvosta.
Myös piirissä on antureita, jotka suojaavat ylikuumenemiselta ja ylikuormitusvirroilta. Näiden antureiden vaikutuksesta lähtötransistorin kanava on täysin tukossa, ja se lakkaa kulkemasta virtaa. Sammutustilassa siru kuluttaa vain 50 mikroampeeria.
Low Dropout -säätimen piirit
Integroitu stabilointimikropiiri on kätevä, koska siinä on kaikki tarvittavat elementit. Sen asentaminen levylle edellyttää vain suodatinkondensaattorien sisällyttämistä. Jälkimmäiset on suunniteltu poistamaan virtalähteestä ja kuormasta tulevat häiriöt, kuten kuvasta näkyy.
Käytettäessä 78xx-sarjan CH:ia ja käytettäessä tantaali- tai keraamisia shunttikondensaattoreita tulona ja lähtönä, jälkimmäisen kapasitanssin tulee olla 2 uF (tulo) ja 1 uF (lähtö) sisällä kaikilla sallituilla jännitteen ja virran arvoilla. Jos käytät alumiinikondensaattoreita, niiden arvo ei saa olla pienempi kuin 10 mikrofaradia. Liitä elementit mahdollisimman lähelle mikropiirin nastoja.
Jos ei ole jännitteen stabilaattoria, jolla on pieni jännitehäviö halutulla arvolla, voit nostaa CH:n arvoa pienemmästä suurempaan. Nostamalla sähkön tasoa yhteispäätteessä, se kasvaa samalla määrällä kuormalla, kuten kaaviossa näkyy.
Lineaaristen ja kytkentäsäätimien edut ja haitat
Integroiduilla jatkuvatoimisilla piireillä (SN) on seuraavat edut:
- Toteutettu yhdessä pienessä pakkauksessa, jonka avulla ne voidaan sijoittaa tehokkaasti piirilevyn työtilaan.
- Ei vaadi lisäsääntelyelementtien asentamista.
- Tarjoaa hyvän lähtöparametrin stabiloinnin.
Haittoja ovat alhainen hyötysuhde, joka ei ylitä 60 %, joka liittyy sisäänrakennetun ohjauselementin jännitehäviöön. Mikropiirin suurella teholla on käytettävä kristallijäähdytyspatteria.
Kytkejäjännitesäätimiä, joissa on pieni pudotus, pidetään tuottavampanakenttäjännite, jonka hyötysuhde on noin 85 %:n tasolla. Tämä saavutetaan säätöelementin toimintatilan ansiosta, jossa virta kulkee sen läpi pulsseina.
Pulssikanavapiirin haittoja ovat:
- Kaavamaisen suunnittelun monimutkaisuus.
- Impulssikohina.
- Tulosparametrin alhainen vakaus.
Jotkut lineaariset jännitesäädinpiirit
Mikropiirien kohdennetun käytön lisäksi CH:na niiden soveltamisalaa on mahdollista laajentaa. Jotkut tällaisten piirien muunnelmat, jotka perustuvat integroituun piiriin L7805.
Ota stabilisaattorit päälle rinnakkaistilassa
Kuormavirran lisäämiseksi CH on kytketty rinnan toistensa kanssa. Tällaisen piirin toimivuuden varmistamiseksi siihen asennetaan pieni arvoinen lisävastus kuorman ja stabilisaattorin lähdön väliin.
CH-pohjainen virranvakain
On kuormia, jotka on saatava jatkuvalla (vakaalla) virralla, esimerkiksi LED-ketju.
Kaavio tuulettimen nopeuden säätöön tietokoneessa
Tämän tyyppinen säädin on suunniteltu siten, että kun se käynnistetään, jäähdytin vastaanottaakaikki 12 V (sen edistämiseksi). Lisäksi muuttuvalla vastuksella R2 varustetun kondensaattorin C1 latauksen lopussa on mahdollista säätää jännitteen arvoa.
Johtopäätös
Kun kootaan piiriä käyttämällä tee-se-itse-jännitteensäädintä pienellä jännitehäviöllä, on tärkeää ottaa huomioon, että tietyntyyppisiä (kenttätransistoreille rakennettuja) mikropiirejä ei voida juottaa tavallisella juotosraudalla suoraan 220 V verkosta ilman kotelon maadoitusta. Niiden staattinen sähkö voi vahingoittaa elektroniikkaelementtiä!
