3 Mga regulator ng Fixed Voltage ng Terminal - Mga Circuits ng Paggawa at Pag-apply

Ang sikat na 3 terminal fix regulator na magagamit ngayon ay nasa anyo ng IC 7805, IC 7809, IC 7812, IC 7815, at IC 7824, na tumutugma sa mga nakapirming output ng boltahe na 5 V, 9 V, 12 V, 15V, at 24 V .

Tinatawag itong maayos mga regulator ng boltahe dahil ang mga IC na ito ay nakagawa ng mahusay na nagpapatatag na nakapirming DC output voltages bilang tugon sa isang mas mataas na unregulated DC input boltahe.

Ang mga high end monolithic voltage regulator na ito ay maaaring napakamurang binili sa ngayon, na kung saan ay karaniwang mas mura at mas kumplikado upang gumana, kumpara sa pagbuo discrete regulator circuit mga katumbas

Ang mga 3-terminal regulator na ito ay hindi kapani-paniwalang madaling mag-wire, tulad ng makikita sa circuit diagram sa ibaba na nagpapakita ng karaniwang pamamaraan kung saan ipinatupad ang mga IC na ito.

Ang tatlong mga terminal ng IC ay para sa maliwanag na mga kadahilanan, na itinalaga kasama ang mga pangalan input, karaniwang at output .

Ang suplay na positibo at negatibo ay konektado lamang sa kabuuan ng input at mga karaniwang terminal ng IC ayon sa pagkakabanggit, habang ang kinokontrol na nagpapatatag na boltahe ay nakuha sa buong output at mga karaniwang terminal.

Ang tanging hiwalay na panlabas na bahagi na opsyonal na hinihiling ay isang kapasitor sa input at ang mga output na pinuno ng IC. Ang mga capacitor na ito ay kinakailangan upang mapahusay ang antas ng regulasyon ng output ng aparato, at upang mapabuti ang pansamantalang tugon. Ang mga halagang microfarads ng mga capacitor na ito sa pangkalahatan ay hindi kritikal, at samakatuwid ay normal na anuman sa pagitan ng 100 nf, 220 nf o 330 nf.

Mga uri ng 78XX Series Regulator

Ang pinakatanyag at malawak na ginagamit na mga uri ng naayos na boltahe , ang mga regulator ng boltahe na monolitik ay ang mga serye ng positibong regulator ng 78XX, at ang 79XX series na negatibong mga regulator.

Ang mga ito ay matatagpuan sa 3 kasalukuyang mga pagtutukoy. Nagbibigay sa iyo ang mga ito ng 9 positibong uri at siyam na 9 negatibong uri ng mga variant, tulad ng naihayag sa tsart sa ibaba.

Ang mga serye na ito ng 78XX ng mga IC ay mayroong karagdagang mga rating ng boltahe kapwa sa positibo at negatibong mga form. Ang mga karaniwang saklaw para sa mga 78XX regulator na ito ay 8 V, 9 V, 10 V, 18 V, 20 V at 24 V, na tumutugma sa ICs 7808, 7809, 7810, 7818, 7820, 7824 ICs.

Marami sa mga aparatong ito ay nagdadala ng mga character na panlapi o numero sa kanilang naka-print na numero, depende sa tagagawa o uri ng tatak.

Gayunpaman, lahat ng mga ito ay mahalagang pareho sa magkaparehong rating. Maraming mga deal deal ang hindi talaga magtataguyod ng mga IC na ito ayon sa uri ng numero, sa halip ay ituro lamang ang kanilang polarity, boltahe at kasalukuyang mga spec, at paminsan-minsan na may sanggunian sa kanilang estilo ng package.

Pangunahing Mga Tampok

Nagtatampok ang mga IC na ito ng kasalukuyang built na limitasyon at proteksyon ng maikling circuit para sa output load. Sa daluyan at mataas na kapangyarihan na serye ng mga regulator ng 78XX ang tampok na ito sa pangkalahatan ay uri ng foldback. Ang kasalukuyang limiting sa folder ay isang kundisyon kung saan ang isang labis na output ay hindi lamang tumutugon ng kasalukuyang output dahil sa isang awtomatikong kasalukuyang paglilimita.

Ano ang Kasalukuyang Limitasyon ng Foldback

Ang reaksyon ng pag-backback ng isang kasalukuyang pag-limit ng natitiklop na circuit ay maaaring masaksihan sa sumusunod na pigura, na malinaw na ipinapakita kung paano ang kasalukuyang output ay nababawasan sa ilalim ng mga kondisyon ng labis na karga na karaniwang mas mababa sa 50% ang perpektong kasalukuyang output. Ang pangunahing dahilan para sa paggamit ng kasalukuyang limiting sa pag-limite ay ang makabuluhang pagbawas ng pagdumi sa loob ng regulator sa ilalim ng mga sitwasyon ng maikling circuit.

Ang foldback kasalukuyang naglilimita tugon ay maaaring maunawaan mula sa sumusunod na paliwanag:

Ipagpalagay na mayroon kaming 7805 IC na may 10 V input at sumasailalim ito sa isang maikling circuit sa mga output terminal nito. Sa sitwasyong ito sa ilalim ng ordinaryong uri ng kasalukuyang nililimitahan ang output ng IC ay magpapatuloy na makabuo ng 1 amp kasalukuyang nagbibigay ng isang pagdidabog ng 10 watts. Ngunit sa isang espesyal na kasalukuyang pag-backback na naglilimita sa kasalukuyang circuit ay maaaring mapigilan sa paligid ng 400 mA, na nagreresulta sa isang pagwawaldas sa aparato na 4 watts lamang.

Tampok na Thermal Shutdown

Ang karamihan ng mga regulator ng boltahe na monolitik ay mayroon ding tampok na in-built na thermal shutdown protection circuitry. Ang tampok na ito ay makakatulong upang mabawasan ang kasalukuyang output sa kaganapan na ang aparato ay dumaan sa isang sobrang init na sitwasyon.

Ang mga uri ng IC regulator ng boltahe ay bilang isang resulta na labis na matatag, at hindi madaling masira kahit na hindi wastong ginagamit ang mga ito. Sinabi nito, ang isang paraan kung saan sila maaaring nawasak ay sa pamamagitan ng paglalapat ng isang mataas na boltahe ng supply ng input kaysa sa tinukoy na saklaw.

Mahahanap mo ang mga pagkakaiba-iba sa maximum na matitiis na mga voltages ng pag-input na tinukoy ng iba't ibang mga tagapagtustos para sa mga IC na ito ng magkatulad na karaniwang uri, bagaman 25 volts ay ang pinakamaliit na inalok na saklaw para sa anumang 5 volt aparato (7805). Ang mga mas mahusay na regulator ng boltahe ay maaaring hawakan ang isang minimum na 30 volts, habang para sa 20 at 24 volt na pagkakaiba-iba ang saklaw ng pag-input ay hanggang sa 40 volts.

Upang gumana nang maayos ang circuit ang input voltage ay dapat na mas mataas ng 2.5 volts kaysa sa kinakailangang boltahe ng output, na may pagbubukod para sa 7805 regulator kung saan ang input boltahe ay dapat na higit sa 2 V sa itaas ng kinakailangang 5 V output, nangangahulugang dapat itong maging minimum 7 V.

Kasalukuyang Standby nang walang Load

Ang pansamantalang kasalukuyang o walang ginagawa na kasalukuyang pagkonsumo ng mga IC na ito nang walang anumang pag-load sa output ay maaaring nasa pagitan ng 1 at 5 mA, kahit na ito ay maaaring hanggang sa 10 mA sa ilang napakataas na pagkakaiba-iba ng kuryente.

Regulasyon ng Linya at Load

Ang regulasyon ng linya para sa lahat ng mga 78XX regulator IC ay mas maliit kaysa sa 1%. Ibig sabihin, ang boltahe ng output ay maaaring magpakita ng pagkakaiba-iba na mas mababa sa 1% anuman ang pagkakaiba-iba ng input boltahe mula sa maximum at minimum na saklaw ng input na boltahe.

Ang regulasyon ng pag-load ay normal ding mas mababa sa 1% para sa karamihan ng mga aparatong ito. Tinitiyak ng mga tampok na ito na ang output ay magpapatuloy na magbigay ng na-rate na pare-pareho na boltahe ng output na hindi alintana ang mga kondisyon sa paglo-load ng output.

Ang tampok na pagtanggi ng ripple para sa karamihan ng mga regulator IC na ito ay nasa paligid ng 60 dB kasama ang isang antas ng output na ingay na maaaring mas mababa sa 100 microvolts.

Pag-iwas sa Kapangyarihan

Kapag ginamit mo ang mga 78XX regulator IC na ito dapat mong tandaan na ang mga IC na ito ay na-rate upang hawakan lamang ang isang may hangganan na dami ng pagwawaldas ng kuryente. Samakatuwid, sa ilalim ng pinakamataas na output load ang input boltahe ay hindi dapat pahintulutang lumagpas sa ilang volts na mas mataas kaysa sa maximum na matitiis na limitasyon sa pag-input.

Ang maximum na pagwawaldas ng kuryente sa normal na temperatura ng kuwarto (25 degree Celsius) para sa mababa, katamtaman, at mataas na lakas na saklaw ng 78XX ng mga aparato ay 0.7 watts, 1 wat at 2 watts ayon sa pagkakabanggit.

Ang limitasyon sa itaas ay maaaring napabuti ng 1.7 watts, 5 watts at 15 watts ayon sa pagkakabanggit kung ang mga aparato ay naka-mount sa isang malaking malaking heatsink. Ang lakas na nawala sa lahat ng mga aparato ng regulator na ito ay katimbang sa pagkakaiba sa pagitan ng mga input at output voltages, pinarami ng kasalukuyang output.

Paano Mag-apply ng Heatsink sa 78XX ICs

Sa sitwasyong ito kapag ang aparato ay ganap na na-load sa paligid ng 800 mA, ang pagwawaldas mula sa aparato ay maaaring maging 4 watts (0.8A x 5V = 4W).

Ito ay lilitaw na dalawang beses na higit sa maximum na pinahihintulutan na 2 watts PD para sa 7815 na aparato. Ipinapahiwatig nito na ang sobrang 2 watts ay kailangang mabayaran sa pamamagitan ng isang heatsink.

Ang isang malawak na pagpipilian ng heatsinks ay karaniwang magagamit sa merkado, at ang mga ito ay nakilala na may rating ng isang partikular na degree / watt.

Karaniwang ipinapahiwatig ng rating na ito ang pagtaas ng temperatura na sanhi para sa bawat solong watt ng lakas na nawala sa pamamagitan ng heatsink. Ipinapahiwatig din nito na para sa mas malaking heatsink, ang mga degree sa bawat watt ay proporsyonal na mas mababa.

Ang pinakamababang sukat ng heatsinking kinakailangan para sa isang 78xx regulator na aparato ay maaaring matukoy sa sumusunod na paraan.

Pangunahin nating alamin ang nominal na temperatura ng atmospera kung saan ginagamit ang aparato. Maliban kung ang aparato ay malamang na magamit sa isang hindi pangkaraniwang mainit-init na paligid, ang isang pigura na humigit-kumulang na 30 degree Centigrade ay maaaring maituring na isang makatuwirang palagay.

Ligtas na Marka ng Temperatura

Susunod, maaaring mahalaga na malaman ang maximum na ligtas na rating ng temperatura para sa tukoy na 78XX regulator IC. Para sa mga regulator ng monolithic 78XX ang saklaw na ito ay maaaring nasa 125 degree Centigrade. Sinabi na, ito talaga ang temperatura ng kantong, at hindi ang temperatura ng kaso na makatiis ang IC.

Ang ganap na maximum na pinapayagan na temperatura ng kaso ay nasa 100 degree Centigrade. Samakatuwid ito ay naging mahalaga na huwag payagan ang temperatura ng aparato na tumaas sa itaas 70 degree Centigrade (100 - 30 = 70).

Dahil ang lakas na 2 watts ay maaaring magresulta sa pagtaas ng temperatura ng maximum na 70 degree, isang heatsink na na-rate upang mawala ang 35 degree Centigrade / watt o mas mababa pa (70 degree na hinati ng 2 watts = 35 degrees C bawat watt) ay mabuti tama na.

Sa praktikal, ang isang medyo mas malaking heatsink ay dapat gamitin, dahil ang paglipat ng init ay hindi kailanman napakahusay sa karamihan ng mga kaso.

Bukod dito, upang makakuha ng isang pangmatagalang katatagan dapat tiyakin na ang aparato ay perpektong pinatatakbo sa medyo mas mababa sa na-rate na maximum na pinahihintulutang saklaw ng temperatura.

Kung posible man tiyakin ang isang makatwirang margin +/- 20 degree o marahil higit pa.

Kapag ang regulator IC ay nakapaloob sa loob ng isang lalagyan at natatakpan ang layo mula sa libreng kapaligiran, maaaring maging sanhi ng pag-init ng lalagyan sa lalagyan ng pag-init ng regulator. Ito ay maaaring maging sanhi ng iba pang mga sensitibong bahagi sa PCB upang gumana sa ilalim ng mas maiinit na kundisyon. Ang ganitong sitwasyon ay maaaring tumawag para sa isang mas malaking heatsink para sa regulator IC.

Mga Circuits ng Application

Ang isang karaniwang circuit ng aplikasyon ng isang supply ng kuryente gamit ang isang nakapirming boltahe na 78XX monolithic voltage regulator ay makikita sa ibaba.

Sa disenyo na ito ang isang 7815 IC ay ginagamit bilang regulator IC na nagbibigay sa amin ng halos +15 volts sa humigit-kumulang na 800 mA na kasalukuyang.

Ang ginamit na transpormer ay na-rate na may 18 -0 - 18V para sa pangalawa na may kasalukuyang rating na 1 amp.

Nakakonekta ito sa isang push-pull na buong alon na tagatuwid na nagbibigay ng isang hindi na -load na boltahe na tungkol sa 27 V Dc pagkatapos na ma-filter sa pamamagitan ng C1.

Ang mga Capacitor C2 at C3 ay gumagana tulad ng pag-input at output ng pag-decoupling ng mga capacitor na dapat na nakakabit na medyo malapit sa katawan ng IC. Kapag puno ang output load makikita mo ang inilapat na boltahe ng pag-input sa IC1 na nakakuha ng antas sa 19 hanggang 20 volts, na pinapayagan ang humigit-kumulang na 5 volts na pagkakaiba sa input / output ng regulator.

Paano Gumawa ng Dual Power Supply Circuit

Dahil ang naayos na boltahe na 78XX monolithic regulator ay maaaring mabili kapwa sa mga negatibo at positibong pagkakaiba-iba, lilitaw silang perpekto para sa pagpapatupad dalawahang balanseng mga supply ng kuryente .

Kapag, halimbawa, kailangan ng isang kinokontrol na supply para sa pagpapatakbo ng isang op amp batay circuit na may positibo at negatibong mga panustos na 12 volts sa 100 mA, ang disenyo na ipinakita sa sumusunod na pigura ay maaaring mailapat.

Sa halimbawang ito, ang T1 ay isang 15-0-15 volt transformer na na-rate na may pangalawang kasalukuyang rating na 200 mA o higit pa. Maaari kang makahanap ng isang pares ng mga push-pull na buong alon na mga rectifier D2 at D3 na magbibigay sa iyo ng isang positibong output.

Ang D1 kasama ang D4 ay naghahatid ng isang negatibong output. Ang positibong supply ay sinala ng C1 habang ang negatibong linya ay nalinis at sinala ng C2.

Binibigyan ka ng IC1 ng isang kinokontrol na positibong output ng supply, habang ang IC2 ay gumagana tulad ng isang negatibong supply regulator. Ang C3 hanggang C6 ay nakaposisyon tulad ng pag-decoupling ng mga capacitor para sa pagpapahusay ng kahusayan ng output sa mga tuntunin ng mas mahusay na tugon sa mga spike, ingay at transients.

Mas Mataas na Boltahe ng Output gamit ang serye ng Regulator Circuit

Ang pagsasaayos na ipinakita sa itaas ay maaari ring magamit para sa pagkuha ng pinagsamang mga halaga ng boltahe ng dalawang mga regulator. Ibig sabihin, kung ang 79L12 ay pinalitan ng 78L12 regulator ay paganahin ang output na 24V.

Sa naturang pagsasaayos, ang linya ng 0V ay maaaring hindi pansinin, at ang output na + 24V ay maaaring ma-access nang direkta sa mga positibo at negatibong linya ng output.

Mas Mataas na Boltahe ng Output gamit ang Series Diode Circuit

Tunay na napakadali upang makakuha ng isang maliit na boost ng boltahe sa output na gumagamit ng ilang diode ng rectifier sa pagitan ng ground pin ng IC at ng ground line.

Pinapayagan ng pamamaraang ito ang gumagamit na mag-access ng isang maliit na mas mataas na antas ng boltahe na maaaring hindi direktang makuha mula sa anumang nakahandang aparato ng regulator.

Ang eksaktong pamamaraan ng mga kable ng pagsasaayos na ito ay maaaring maging witenessed sa sumusunod na imahe.

Sa halimbawang ito, natantya namin ang kinakailangang boltahe ng output na humigit-kumulang na 6V, at naipatupad ang pareho sa pamamagitan ng isang 5 volt regulator IC sa pamamagitan ng pagpapalakas ng output ng 1 volt.

Tulad ng makikita, ang pagtaas ng 1 V na ito ay mabisang nakamit sa pamamagitan lamang ng pagsasama ng isang pares ng mga serye ng mga rectifier ng serye na may karaniwang lead ng regulator.

Ang mga rectifier ay wired upang matiyak na sila ay pasulong sa bias sa pamamagitan ng kasalukuyang pagsusulit na ginagamit ng regulator, at kung aling gumagalaw sa pamamagitan ng karaniwang terminal ng GND ng aparato.

Ang mga nakakabit na diode bilang isang resulta ay kumilos nang medyo tulad ng mga mababang boltahe na zener diode, kung saan ang bawat diode ay bumaba sa paligid ng 0.5 hanggang 0.6 volts na nagpapagana ng isang pinagsamang boltahe ng zener na halos 1 hanggang 1.2 volts.

Ang layunin ng disenyo ay upang iangat ang karaniwang terminal ng regulator ng 1 volt sa potensyal na suplay ng lupa. Narito ang regulator na 7805 IC na talagang nagpapatatag ng na-rate na output sa 5 V sa itaas ng linya ng lupa, samakatuwid, sa pamamagitan ng pagtaas ng ground terminal sa paligid ng 1 V, ang output ay itinaas din ng parehong parehong lakas, na nagiging sanhi ng output upang makakuha ng maayos. Antas ng 6 V. Ang pamamaraang ito ay gumagana nang mahusay sa lahat ng tatlong terminal na 78XX voltage regulator ICs.

Biasing Resistor para sa mga Diode

Gayunpaman sa ilang mga kaso maaari kang maglakip ng isang panlabas na risistor sa kabuuan ng GND at ang output pin ng IC upang tulungan ang ilang dagdag na kasalukuyang sa mga diode, upang makagawa sila ng mahusay para sa inilaan na mga resulta.

Dahil ang bawat rectifier diode ay magpapadali sa isang pasulong na patak ng paligid ng 0.65 V na tinatayang, sa pamamagitan ng pagkalkula ng higit pang mga naturang diode sa serye maaari nating makamit ang katimbang na mas mataas na antas ng pinalakas na boltahe sa paglabas ng IC.

Gayunpaman, upang mangyari ito ang antas ng pag-input ay dapat na mas mataas ng hindi bababa sa 3V kaysa sa pangwakas na tinantyang antas ng output. Ang mga diode ng silikon tulad ng 1N4148 ay gagana nang maayos para sa aplikasyon.

Bilang kahalili kung ang hitsura ng mga diode ay mahirap, ang isang solong katumbas na zener diode ay maaari ding magamit para sa pagkuha ng parehong epekto, tulad ng ipinakita sa sumusunod na halimbawa.

Nasabi na, mangyaring siguraduhin na ang pamamaraan ay ipinatupad para sa pagkuha ng hindi hihigit sa 3 V na mas mataas kaysa sa aktwal na rating ng aparato. Higit pa sa antas na ito ang output stabilization ay maaaring maapektuhan.

Pagtaas ng Kasalukuyang Kapasidad

Ang isa pang mahusay na pagbabago sa isang regulator ng 78XX ay maaaring ipatupad para sa pagkamit ng isang mas mataas na kasalukuyang output na mas mataas kaysa sa maximum na rating ng aparato.

Ang isang paraan ng paggawa nito ay ipinapakita sa ibaba.

Ang ipinahiwatig na R1, at R2 pagsasaayos ng ratio ay nagsisiguro na para sa bawat kasalukuyang milliamp na dumadaan sa R1, D1 at ang regulator, ang isang piraso ng kasalukuyang higit sa 4 mA ay inilipat sa pamamagitan ng Tr1 at R2.

Bilang isang resulta kapag ang buong 1 amp ay ginagamit sa pamamagitan ng IC1, mayroon kaming isang kasalukuyang ng higit sa 4 amps na dumadaan sa pamamagitan ng Tr1. Pinapayagan ng sitwasyong ito ang circuit upang makapaghatid ng isang pinakamabuting kalagayan kasalukuyang output na medyo mas mataas kaysa sa 5 amps.

Kahit na sa mga kondisyon ng labis na karga, ang mga alon sa pamamagitan ng Tr1 at IC1 ay patuloy na mayroong isang ratio na medyo mas mataas sa 4: 1, samakatuwid, ang kasalukuyang tampok na nililimitahan ng IC ay patuloy na gumagana nang walang mga isyu.

Ang mga circuit ng form na ito ay talagang napatunayan na hindi na kailangan ngayon dahil sa pagkakaroon ng mas mataas na mga aparato ng mga regulator ng kuryente tulad ng 78H05, 781-112 atbp na kasama ng isang maximum na kasalukuyang rating ng 5 amps, at paganahin ang gumagamit upang mai-configure ang mga ito nang eksakto sa parehong kadalian ng mas mababang kasalukuyang mga katapat.