โครงการที่เรียบง่ายสำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและเสถียรภาพจะแสดงในรูป วงจรดังกล่าวสามารถทำได้แม้กระทั่งโดยมือสมัครเล่นที่ไม่มีประสบการณ์ด้านอิเล็กทรอนิกส์ อินพุตจ่ายไฟ 50 โวลต์ ในขณะที่เอาต์พุตคือ 15.7 V

วงจรโคลง

ส่วนหลักของอุปกรณ์นี้คือทรานซิสเตอร์แบบสนามแม่เหล็ก สามารถใช้เป็น IRLZ 24/32/44 และเซมิคอนดักเตอร์ที่คล้ายกัน ส่วนใหญ่มักผลิตในตัวเรือน TO-220 และ D2 Pak มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าหนึ่งดอลลาร์ สวิตช์ฟิลด์อันทรงพลังนี้มี 3 เอาต์พุต มีโครงสร้างภายในเป็นโลหะ – ฉนวน – เซมิคอนดักเตอร์

TL 431 ในตัวเรือน TO - 92 ให้การปรับแรงดันไฟขาออก เราทิ้งทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามอันทรงพลังไว้บนหม้อน้ำทำความเย็นแล้วบัดกรีด้วยสายไฟเข้ากับแผงวงจร

แรงดันไฟฟ้าอินพุตสำหรับวงจรดังกล่าวคือ 6-50 V ที่เอาต์พุตเราได้รับตั้งแต่ 3 ถึง 27 V โดยมีความเป็นไปได้ในการปรับค่าความต้านทานแปรผันที่ 33 kOhm กระแสไฟขาออกมีขนาดใหญ่มากถึง 10 A ขึ้นอยู่กับหม้อน้ำ

การปรับตัวเก็บประจุ C1, C2 ให้เท่ากันด้วยความจุ 10 ถึง 22 μF, C2 - 4.7 μF หากไม่มีรายละเอียดดังกล่าว วงจรจะทำงานได้แต่ไม่ได้คุณภาพตามที่ต้องการ เราต้องไม่ลืมเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าซึ่งจะต้องติดตั้งที่เอาต์พุตและอินพุต เราเอาภาชนะที่สามารถทนไฟได้ 50 V.

โคลงดังกล่าวสามารถกระจายพลังงานได้ไม่สูงกว่า 50 วัตต์ ต้องติดตั้งโพลวิคบนหม้อน้ำระบายความร้อน ขอแนะนำให้สร้างพื้นที่ไม่น้อยกว่า 200 cm2 เมื่อติดตั้งสวิตช์ฟิลด์บนหม้อน้ำ คุณจะต้องเคลือบบริเวณหน้าสัมผัสด้วยแผ่นระบายความร้อนเพื่อให้ระบายความร้อนได้ดีขึ้น

คุณสามารถใช้ตัวต้านทานปรับค่าได้ 33 kOhm ประเภท WH 06-1 ตัวต้านทานดังกล่าวมีความสามารถในการปรับความต้านทานอย่างละเอียด มีทั้งนำเข้าและผลิตในประเทศ

เพื่อความสะดวกในการติดตั้ง จะมีการบัดกรีแผ่นอิเล็กโทรด 2 แผ่นบนบอร์ดแทนการใช้สายไฟ เพราะสายไฟหลุดเร็ว

มุมมองของบอร์ดส่วนประกอบแบบแยกส่วนและความต้านทานแบบแปรผันประเภท SP 5-2

ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนั้นค่อนข้างดี และแรงดันไฟขาออกจะผันผวนหลายส่วนของโวลต์เป็นเวลานาน แผงวงจรมีขนาดกะทัดรัดและใช้งานง่าย รางกระดานทาด้วยน้ำยาวานิชซาปอนสีเขียว

โคลงสนามอันทรงพลัง

พิจารณาชุดประกอบที่มีไว้สำหรับ พลังงานสูง- ที่นี่คุณสมบัติของอุปกรณ์ได้รับการปรับปรุงโดยใช้สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์อันทรงพลังในรูปแบบของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม

เมื่อพัฒนาตัวปรับกำลังไฟฟ้าอันทรงพลังมือสมัครเล่นส่วนใหญ่มักใช้ชุดไมโครวงจรพิเศษ 142 และวงจรที่คล้ายกันซึ่งเสริมด้วยทรานซิสเตอร์หลายตัวที่เชื่อมต่อในวงจรขนาน ดังนั้นจึงได้รับตัวปรับกำลังไฟฟ้า

แผนภาพของรุ่นอุปกรณ์ดังกล่าวแสดงอยู่ในรูปภาพ ใช้สวิตช์สนามอันทรงพลัง IRLR 2905 ใช้สำหรับการสลับ แต่ในวงจรนี้จะใช้ในโหมดเชิงเส้น เซมิคอนดักเตอร์มีความต้านทานน้อยและให้กระแสสูงถึง 30 แอมแปร์เมื่อถูกความร้อนถึง 100 องศา ต้องใช้แรงดันเกตสูงถึง 3 โวลต์ กำลังของมันถึง 110 วัตต์

ไดรเวอร์ภาคสนามถูกควบคุมโดยชิป TL 431 มีโคลง หลักการต่อไปการกระทำ เมื่อเชื่อมต่อหม้อแปลงไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 13 โวลต์จะปรากฏบนขดลวดทุติยภูมิซึ่งแก้ไขโดยสะพานเรียงกระแส แรงดันไฟฟ้าคงที่ 16 โวลต์จะปรากฏบนตัวเก็บประจุที่ปรับสมดุลของความจุที่สำคัญ

แรงดันไฟฟ้านี้ส่งผ่านไปยังท่อระบายน้ำของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามและผ่านความต้านทาน R1 ไปที่เกต ดังนั้นจึงเปิดทรานซิสเตอร์ แรงดันไฟขาออกส่วนหนึ่งผ่านตัวแบ่งไปยังวงจรไมโครดังนั้นจึงปิดวงจร OOS แรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของวงจรไมโครถึงขีด จำกัด 2.5 โวลต์ ในเวลานี้ไมโครเซอร์กิตจะเปิดขึ้นซึ่งจะลดแรงดันไฟฟ้าของประตูสนามนั่นคือปิดลงเล็กน้อยและอุปกรณ์ทำงานในโหมดป้องกันภาพสั่นไหว ความจุ C3 ทำให้โคลงถึงโหมดที่กำหนดเร็วขึ้น

แรงดันไฟเอาท์พุตถูกตั้งค่าไว้ที่ 2.5-30 โวลต์โดยการเลือกความต้านทานแบบแปรผัน R2; ค่าของมันอาจแตกต่างกันไปภายในขีดจำกัดที่กว้าง คอนเทนเนอร์ C1, C2, C4 ช่วยให้การทำงานของโคลงมีความเสถียร

สำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมทรานซิสเตอร์น้อยที่สุดคือไม่เกิน 3 โวลต์ แม้ว่าจะสามารถทำงานที่แรงดันไฟฟ้าใกล้ศูนย์ก็ตาม ข้อบกพร่องนี้เกิดขึ้นเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าที่ประตู หากแรงดันตกคร่อมต่ำ เซมิคอนดักเตอร์จะไม่เปิด เนื่องจากเกตต้องมีแรงดันบวกสัมพันธ์กับแหล่งกำเนิด

เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าตก แนะนำให้เชื่อมต่อวงจรเกตจากวงจรเรียงกระแสแยกต่างหากซึ่งสูงกว่าแรงดันเอาต์พุตของอุปกรณ์ 5 โวลต์

ผลลัพธ์ที่ดีสามารถรับได้โดยการเชื่อมต่อไดโอด VD 2 เข้ากับบริดจ์เรียงกระแส ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุ C5 จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากแรงดันตกคร่อม VD 2 จะต่ำกว่าไดโอดเรียงกระแส เพื่อให้ควบคุมแรงดันไฟขาออกได้อย่างราบรื่น จะต้องเปลี่ยนความต้านทานคงที่ R2 ตัวต้านทานแบบแปรผัน.

ค่าแรงดันไฟขาออกถูกกำหนดโดยสูตร: U out = 2.5 (1+R2 / R3) ถ้าเราใช้ทรานซิสเตอร์ IRF 840 แรงดันควบคุมเกตต่ำสุดจะเป็น 5 โวลต์ เลือกภาชนะแทนทาลัมขนาดเล็ก ความต้านทานคือ MLT, C2, P1 วงจรเรียงกระแสไดโอดที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำ คุณสมบัติของหม้อแปลงไฟฟ้า สะพานเรียงกระแส และความจุ C1 จะถูกเลือกตาม แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการเอาท์พุทและกระแส

อุปกรณ์ภาคสนามได้รับการออกแบบสำหรับกระแสและพลังงานที่สำคัญ ซึ่งต้องใช้แผ่นระบายความร้อนที่ดี ทรานซิสเตอร์ใช้สำหรับติดตั้งบนหม้อน้ำโดยการบัดกรีด้วยแผ่นทองแดงตรงกลาง ทรานซิสเตอร์และชิ้นส่วนอื่นๆ ถูกบัดกรีเข้าด้วยกัน หลังการติดตั้งให้วางแผ่นไว้บนหม้อน้ำ ด้วยเหตุนี้จึงไม่จำเป็นต้องบัดกรีเนื่องจากแผ่นมีพื้นที่สัมผัสกับหม้อน้ำอย่างมาก

หากคุณใช้ไมโครวงจร P_431 C, ความต้านทาน P1 และตัวเก็บประจุแบบชิปสำหรับการติดตั้งภายนอก พวกมันจะถูกวางไว้บน แผงวงจรพิมพ์จากข้อความ บอร์ดถูกบัดกรีเข้ากับทรานซิสเตอร์ การตั้งค่าอุปกรณ์มาถึงการติดตั้ง ค่าที่ต้องการแรงดันไฟฟ้า จำเป็นต้องควบคุมอุปกรณ์และตรวจสอบว่ามีความตื่นเต้นในตัวเองในทุกโหมดหรือไม่

ทันสมัยทั้งหมด อุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์สร้างขึ้นจากองค์ประกอบที่ไวต่อการจ่ายไฟฟ้า ไม่เพียงแต่การทำงานที่ถูกต้องเท่านั้น แต่ยังรวมถึงประสิทธิภาพของวงจรโดยรวมด้วย ดังนั้นก่อนอื่นเลย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ติดตั้งตัวปรับความคงตัวคงที่พร้อมแรงดันตกคร่อมต่ำ ผลิตขึ้นในรูปแบบของวงจรรวมซึ่งผลิตโดยผู้ผลิตหลายรายทั่วโลก

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมต่ำคืออะไร?

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้า (SV) นั้นเป็นอุปกรณ์ที่มีหน้าที่หลักคือรักษาแรงดันโหลดให้อยู่ในระดับคงที่ โคลงใด ๆ มีความแม่นยำของเอาต์พุตพารามิเตอร์ซึ่งพิจารณาจากประเภทของวงจรและส่วนประกอบที่รวมอยู่ในนั้น

ภายใน SN ดูเหมือนระบบปิดโดยในโหมดอัตโนมัติแรงดันเอาต์พุตจะถูกปรับตามสัดส่วนของแรงดันอ้างอิง (อ้างอิง) ซึ่งสร้างโดยแหล่งพิเศษ โคลงประเภทนี้เรียกว่าการชดเชย องค์ประกอบควบคุม (RE) ในกรณีนี้คือทรานซิสเตอร์ - ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์หรือเอฟเฟกต์สนาม

องค์ประกอบควบคุมแรงดันไฟฟ้าสามารถทำงานได้ในสองโหมดที่แตกต่างกัน (กำหนดโดยแผนภาพการออกแบบ):

• คล่องแคล่ว;
• สำคัญ

โหมดแรกหมายถึงการทำงานต่อเนื่องของ RE โหมดที่สอง - การทำงานในโหมดพัลซิ่ง

โคลงแบบคงที่ใช้ที่ไหน?

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของคนยุคใหม่โดดเด่นด้วยความคล่องตัวในระดับโลก ระบบไฟฟ้าของอุปกรณ์นั้นขึ้นอยู่กับการใช้แหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าทางเคมีเป็นหลัก งานของนักพัฒนาในกรณีนี้คือการได้รับตัวปรับความเสถียรที่มีพารามิเตอร์โดยรวมเล็กน้อยและมีการสูญเสียไฟฟ้าน้อยที่สุด

Modern SVs ใช้ในระบบต่อไปนี้:

• การสื่อสารเคลื่อนที่
• คอมพิวเตอร์พกพา
• แหล่งจ่ายไฟไมโครคอนโทรลเลอร์
• กล้องรักษาความปลอดภัยที่ทำงานอัตโนมัติ
• ระบบรักษาความปลอดภัยอัตโนมัติและเซ็นเซอร์

เพื่อแก้ไขปัญหาการจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบอยู่กับที่ มีการใช้ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำในตัวเครื่องที่มีขั้วต่อประเภท KT สามขั้ว (KT-26, KT-28-2 ฯลฯ ) ใช้เพื่อสร้างวงจรง่ายๆ:

• ที่ชาร์จ;
• แหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าในครัวเรือน
• อุปกรณ์วัด
• ระบบการสื่อสาร
• อุปกรณ์พิเศษ

SN แบบคงที่มีกี่ประเภท?

ตัวปรับความเสถียรแบบอินทิกรัลทั้งหมด (ซึ่งรวมถึงตัวปรับคงที่ด้วย) แบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก:

• ตัวปรับเสถียรที่มีแรงดันตกคร่อมต่ำขั้นต่ำของการออกแบบไฮบริด (GISN)
• วงจรไมโครเซมิคอนดักเตอร์ (SIC)

SN ของกลุ่มแรกถูกสร้างขึ้นบนวงจรรวมและองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ประเภทที่ไม่มีบรรจุภัณฑ์ ส่วนประกอบทั้งหมดของวงจรวางอยู่บนพื้นผิวไดอิเล็กทริก โดยที่ตัวนำและตัวต้านทานที่เชื่อมต่อ รวมถึงองค์ประกอบที่แยกกัน เช่น ความต้านทานแบบแปรผัน ตัวเก็บประจุ ฯลฯ จะถูกเพิ่มโดยการติดฟิล์มหนาหรือบาง

โครงสร้างไมโครวงจรเป็นอุปกรณ์ที่สมบูรณ์ซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าขาออกคงที่ โดยปกติแล้วสิ่งเหล่านี้จะเป็นตัวปรับความเสถียรโดยมีแรงดันไฟฟ้าตกต่ำ 5 โวลต์และสูงถึง 15 โวลต์ระบบที่ทรงพลังยิ่งขึ้นถูกสร้างขึ้น ทรานซิสเตอร์อันทรงพลังไร้แพ็คเกจและวงจรควบคุม (พลังงานต่ำ) ที่ใช้ฟิล์ม วงจรสามารถจ่ายกระแสได้สูงสุด 5 แอมแปร์

ไมโครวงจร ISN ถูกสร้างขึ้นบนชิปตัวเดียว ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้มีขนาดเล็กและน้ำหนัก เมื่อเปรียบเทียบกับไมโครวงจรก่อนหน้านี้ มีความน่าเชื่อถือมากกว่าและราคาถูกกว่าในการผลิต แม้ว่าพารามิเตอร์จะด้อยกว่า GISN ก็ตาม

Linear SN ที่มีสามเทอร์มินัลเรียกว่า ISN หากเราใช้ซีรีย์ L78 หรือ L79 (สำหรับแรงดันไฟฟ้าบวกและลบ) พวกมันจะถูกแบ่งออกเป็นวงจรขนาดเล็กด้วย:

• กระแสเอาต์พุตต่ำประมาณ 0.1 A (L78L**)
• ค่ากระแสไฟฟ้าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 0.5 A (L78M**)
• กระแสไฟฟ้าสูงถึง 1.5 A (L78)

หลักการทำงานของตัวควบคุมเชิงเส้นแบบลดแรงดันไฟฟ้าต่ำ

โครงสร้างโคลงทั่วไปประกอบด้วย:

• แหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง
• ตัวแปลงสัญญาณข้อผิดพลาด (เครื่องขยายเสียง)
• ตัวแบ่งสัญญาณและองค์ประกอบควบคุมที่ประกอบอยู่บนตัวต้านทานสองตัว

เนื่องจากแรงดันเอาต์พุตโดยตรงขึ้นอยู่กับความต้านทาน R1 และ R2 ความต้านทานหลังจึงถูกสร้างขึ้นในไมโครวงจรและได้รับ CH ที่มีแรงดันเอาต์พุตคงที่

การทำงานของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมต่ำนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการเปรียบเทียบแรงดันอ้างอิงกับแรงดันที่จ่ายให้กับเอาต์พุต ขึ้นอยู่กับระดับความคลาดเคลื่อนระหว่างตัวบ่งชี้ทั้งสองนี้ ตัวขยายข้อผิดพลาดจะทำงานที่ประตูของทรานซิสเตอร์กำลังที่เอาต์พุต ครอบคลุมหรือเปิดทางแยก ดังนั้นระดับไฟฟ้าจริงที่เอาต์พุตของโคลงจะแตกต่างเล็กน้อยจากค่าที่ระบุที่ประกาศไว้

วงจรนี้ยังมีเซ็นเซอร์เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและกระแสไฟฟ้าเกิน ภายใต้อิทธิพลของเซ็นเซอร์เหล่านี้ ช่องของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตจะถูกบล็อกอย่างสมบูรณ์และหยุดส่งกระแส ในโหมดปิดเครื่อง ไมโครวงจรกินไฟเพียง 50 ไมโครแอมป์

วงจรเชื่อมต่อตัวปรับแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมต่ำ

ชิปกันโคลงในตัวนั้นสะดวกเพราะมีองค์ประกอบที่จำเป็นทั้งหมดอยู่ภายใน การติดตั้งบนบอร์ดจำเป็นต้องมีเพียงการรวมตัวเก็บประจุตัวกรองเท่านั้น ส่วนหลังได้รับการออกแบบมาเพื่อขจัดสัญญาณรบกวนที่มาจากแหล่งกำเนิดและโหลดปัจจุบันดังที่เห็นในรูป

สำหรับซีรีย์ 78xx SN และการใช้แทนทาลัมหรือตัวเก็บประจุบายพาสอินพุตและเอาต์พุตแบบเซรามิก ความจุของตัวเก็บประจุแบบหลังควรอยู่ในช่วงสูงถึง 2 µF (อินพุต) และ 1 µF (เอาต์พุต) ที่ค่าแรงดันและกระแสที่อนุญาต หากคุณใช้ตัวเก็บประจุอะลูมิเนียม ระดับของตัวเก็บประจุไม่ควรต่ำกว่า 10 μF ควรเชื่อมต่อองค์ประกอบต่างๆ ให้ใกล้กับพินของวงจรไมโครมากที่สุด

ในกรณีที่ไม่มีตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าตกต่ำตามพิกัดที่ต้องการ คุณสามารถเพิ่มพิกัดของ MV จากอันเล็กไปเป็นอันที่ใหญ่กว่าได้ การเพิ่มระดับไฟฟ้าที่ขั้วร่วมสามารถทำได้โดยการเพิ่มปริมาณไฟฟ้าที่โหลดเท่ากัน ดังแสดงในแผนภาพ

ข้อดีและข้อเสียของตัวทำให้คงตัวเชิงเส้นและแบบสวิตชิ่ง

วงจรต่อเนื่องต่อเนื่อง (CIs) มีข้อดีดังต่อไปนี้:

1. นำไปใช้ในแพ็คเกจขนาดเล็กเพียงแพ็คเกจเดียวซึ่งช่วยให้สามารถวางลงบนพื้นที่ทำงานของแผงวงจรพิมพ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2. ไม่จำเป็นต้องติดตั้งองค์ประกอบควบคุมเพิ่มเติม
3. ให้เสถียรภาพที่ดีของพารามิเตอร์เอาต์พุต

ข้อเสีย ได้แก่ ประสิทธิภาพต่ำไม่เกิน 60% ซึ่งเกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมองค์ประกอบควบคุมในตัว หากพลังของวงจรไมโครสูงจำเป็นต้องใช้หม้อน้ำระบายความร้อนแบบชิป

ผลผลิตที่มากกว่านั้นถือเป็นแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมต่ำทั่วทั้งสนามซึ่งมีประสิทธิภาพประมาณ 85% สิ่งนี้สามารถทำได้ด้วยโหมดการทำงานขององค์ประกอบควบคุมซึ่งกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเป็นพัลส์

ข้อเสียของวงจร MV แบบพัลซิ่ง ได้แก่ :

1. ความซับซ้อนของการดำเนินการตามแผนผัง
2. การปรากฏตัวของสัญญาณรบกวนแบบพัลส์
3. ความเสถียรต่ำของพารามิเตอร์เอาต์พุต

วงจรบางวงจรใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น

นอกเหนือจากการใช้งานไมโครวงจรตามวัตถุประสงค์เป็น SN แล้ว ยังสามารถขยายขอบเขตการใช้งานได้อีกด้วย วงจรดังกล่าวบางรุ่นใช้วงจรรวม L7805

การเปิดโคลงในโหมดขนาน

เพื่อเพิ่มกระแสโหลด MV จะเชื่อมต่อแบบขนานกัน เพื่อให้แน่ใจว่าวงจรดังกล่าวทำงานได้มีการติดตั้งตัวต้านทานค่าขนาดเล็กเพิ่มเติมระหว่างโหลดและเอาต์พุตของโคลง

โคลงปัจจุบันขึ้นอยู่กับ MV

มีโหลดที่ต้องจ่ายไฟด้วยกระแสตรง (เสถียร) เช่น สายไฟ LED

แผนภาพวงจรสำหรับควบคุมความเร็วพัดลมในคอมพิวเตอร์

ตัวควบคุมประเภทนี้ได้รับการออกแบบในลักษณะที่เมื่อเปิดเครื่องครั้งแรก 12 V ทั้งหมดจะถูกส่งไปยังเครื่องทำความเย็น (สำหรับการหมุนขึ้น) จากนั้น หลังจากชาร์จตัวเก็บประจุ C1 เสร็จแล้ว สามารถใช้ตัวต้านทานแบบแปรผัน R2 เพื่อควบคุมค่าแรงดันไฟฟ้าได้

บทสรุป

เมื่อประกอบวงจรโดยใช้ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟตกต่ำด้วยมือของคุณเอง สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าไมโครวงจรบางประเภท (ที่สร้างจากทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม) ไม่สามารถบัดกรีด้วยหัวแร้งธรรมดาได้โดยตรงจากเครือข่าย 220 V โดยไม่ต้องต่อสายดินกรณี ของพวกเขา ไฟฟ้าสถิตย์อาจสร้างความเสียหายให้กับองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์ได้!

MOSFET + TL431 = ชุดควบคุมแรงดันไฟฟ้าชดเชยการตกคร่อมขั้นต่ำ

ตัวควบคุม LDO ในอุดมคติ

LDO = การออกกลางคันต่ำ = เล็ก ลดลงขั้นต่ำแรงดันไฟฟ้าบนองค์ประกอบส่งผ่าน

สำหรับขาสามขายอดนิยม โคลงหนึ่ง LM317 (เอกสารข้อมูล) แรงดันไฟฟ้าตกขั้นต่ำซึ่งการทำงานยังคงเป็นปกติคือ 3 โวลต์ นอกจากนี้ พารามิเตอร์นี้ไม่ได้ระบุไว้อย่างชัดเจนในเอกสาร แต่จะระบุไว้อย่างเรียบง่ายในเงื่อนไขการวัด ในกรณีส่วนใหญ่ จะถือว่าการตกบนชิปคือ 5 โวลต์หรือมากกว่า:
"เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น VIN - VOUT = 5V".

บาบายากาต่อต้านมัน! เป็นเรื่องน่าเสียดายที่ต้องสูญเสีย 3 โวลต์สำหรับทรานซิสเตอร์แบบพาสทรูที่โง่เขลา และกระจายวัตต์ส่วนเกินออกไป วิธีแก้ปัญหายอดนิยม - การเปลี่ยนความคงตัว - ไม่ได้กล่าวถึงที่นี่เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าพวกเขา นกหวีด- คุณสามารถต่อสู้กับการแทรกแซงได้ แต่อย่างที่คุณทราบ: ผู้ที่ไม่ต่อสู้นั้นอยู่ยงคงกระพัน!

ความคิด
แนวคิดสำหรับวงจรนี้ย้อนกลับไปที่หนึ่งในเอกสารข้อมูลทางเทคนิคของ TL431 นี่คือสิ่งที่ National Semiconductor / TI นำเสนอ:

Vo ~= Vref * (1+R1/R2)

ในตัวมันเองตัวควบคุมดังกล่าวไม่น่าสนใจมากนัก: ในความคิดของฉันมันไม่ได้ดีไปกว่าตัวปรับความเสถียรสามเทอร์มินัลปกติ 7805, LM317 และที่คล้ายกัน ไม่น่าเป็นไปได้ที่การตกต่ำสุดที่ดาร์ลิงตันพาสทรูจะน้อยกว่า 2 โวลต์ นอกจากนี้ยังไม่มีการป้องกันกระแสหรือความร้อนสูงเกินไป เว้นแต่ว่าทรานซิสเตอร์จะสามารถสร้างความหนาได้ตามใจปรารถนา

เมื่อเร็วๆ นี้ ฉันต้องสร้างเครื่องกันโคลงเชิงเส้นโดยมีแรงดันตกคร่อมขั้นต่ำ แน่นอนคุณสามารถหลบได้เสมอใช้หม้อแปลงที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าบนตัวทุติยภูมิ ใส่ไดโอด Schottky ไว้ที่สะพาน ตัวเก็บประจุเพิ่มเติม... และด้วยความสุขทั้งหมดนี้ ให้เพิ่มความร้อนให้กับโคลงสามขั้ว แต่ฉันต้องการวิธีแก้ปัญหาที่หรูหราพร้อมความมึนงงที่มีอยู่ ตัวควบคุมการส่งผ่านใดที่สามารถให้การลดลงใกล้ศูนย์ได้? MOSFET: ในอุปกรณ์สนามกำลังสูงสมัยใหม่ ความต้านทานของช่องสัญญาณสามารถมีได้หลายมิลลิโอห์ม

เพียงแทนที่ดาร์ลิงตันด้วยทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามเกตที่มีฉนวนด้วยช่องเหนี่ยวนำ (เช่น MOSFET ที่พบบ่อยที่สุด) ในวงจรด้านบนจะไม่ช่วยอะไรมาก เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ของแหล่งกำเนิดเกตจะอยู่ที่ 3-4 โวลต์สำหรับแรงดันไฟฟ้าปกติและยังมีโวลต์มากกว่าสำหรับ MOSFET แบบ "ลอจิคัล" สิ่งนี้จะตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าส่งผ่านขั้นต่ำบนโคลงดังกล่าว

อาจเป็นเรื่องที่น่าสนใจหากคุณใช้พนักงานภาคสนามที่ทำงานในโหมดพร่อง (เช่น มีช่องสัญญาณในตัว) หรือด้วย ทางแยกพีเอ็น- แต่น่าเสียดายที่อุปกรณ์ทรงพลังประเภทนี้ไม่สามารถใช้งานได้จริง

บันทึก แหล่งข้อมูลเพิ่มเติมแรงดันอคติ แหล่งที่มาดังกล่าวไม่จำเป็นต้องเป็นกระแสสูงเลย - ไม่กี่มิลลิแอมป์ก็เพียงพอแล้ว

ทุกอย่างทำงานง่ายมาก: เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตควบคุมของ TL431 ซึ่งเป็นสัดส่วนกับแรงดันเอาต์พุตต่ำกว่าเกณฑ์ (2.5V) - "ซีเนอร์ไดโอด" จะปิดและ "ปล่อย" ประตูสนาม "ขึ้น" กระแสจากแหล่งเพิ่มเติมผ่านตัวต้านทาน "ดึง" แรงดันไฟฟ้าที่เกตและด้วยเหตุนี้ที่เอาต์พุตของโคลง
ในทิศทางตรงกันข้ามเมื่อแรงดันไฟขาออกเพิ่มขึ้นทุกอย่างทำงานในลักษณะเดียวกัน: "ซีเนอร์ไดโอด" จะเปิดขึ้นเล็กน้อยและลดแรงดันไฟฟ้าที่ประตูสนาม
TL431 เป็นอุปกรณ์เชิงเส้นตรงไม่มีสลักอยู่ในนั้น:

ความเป็นจริง
ในวงจรของอุปกรณ์จริง ฉันยังคงเพิ่มการป้องกันกระแสไฟ โดยยอมเสียสละแรงดันไฟฟ้าเพียงครึ่งโวลต์เพื่อความปลอดภัย โดยหลักการแล้ว ในการออกแบบแรงดันไฟฟ้าต่ำ คุณมักจะใช้ฟิวส์ได้ เนื่องจากทรานซิสเตอร์ภาคสนามนั้นมีกระแสสำรองจำนวนมาก และเมื่อมีหม้อน้ำ ก็สามารถทนต่อการโอเวอร์โหลดอย่างบ้าคลั่งได้ หาก 0.5 โวลต์เป็นที่น่าเสียดายและจำเป็นต้องมีการป้องกันกระแสไฟ - เขียนเพราะ มีวิธีต่างๆ 😉

30 มกราคม 2555: 🙂ใช้งานได้ดี!สำหรับกระแสโหลดประมาณ 2A ขึ้นไป แนะนำให้วางไดโอดกำลังสูงบนหม้อน้ำขนาดเล็ก R8=0; C7=0.1 ... เซรามิกหรือฟิล์ม 10 µF

ด้วยพิกัด R5-R6-R7 ที่ระบุในแผนภาพ ช่วงการปรับแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตจะอยู่ที่ประมาณตั้งแต่ 9 ถึง 16 โวลต์ โดยปกติแล้ว ค่าสูงสุดที่แท้จริงจะขึ้นอยู่กับว่าหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถจ่ายไฟได้มากน้อยเพียงใด
ต้องใช้ R4 ด้วยกำลังที่เหมาะสม: PmaxR4 ~= 0.5 / R ในตัวอย่างนี้ 2 วัตต์จะเหมาะสม

ในกรณีที่อาจจำเป็น
ตัวอย่างเช่น: ในเทคโนโลยีหลอดไฟสำหรับจ่ายไฟให้กับวงจรหลอดไส้ด้วยไฟฟ้ากระแสตรง
เหตุใดจึงต้องมีกระแสคงที่และเสถียรอย่างระมัดระวังเพื่อให้พลังงานแก่เส้นใย?

1. กำจัดการรบกวนของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในวงจรสัญญาณ มีหลายวิธีที่ทำให้ "พื้นหลัง" รั่วไหลจากวงจรฟิลาเมนต์ไปเป็นสัญญาณ (หัวข้อสำหรับบทความแยกต่างหาก!)
2. ป้อนไส้หลอดด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ระบุอย่างเคร่งครัด มีหลักฐานว่าแรงดันไฟฟ้าของไส้หลอดเกิน 10% ของแรงดันไฟฟ้าที่ระบุสามารถลดอายุการใช้งานของหลอดไฟได้ตามลำดับความสำคัญ มาตรฐานความคลาดเคลื่อนสำหรับแรงดันไฟจ่ายบวกข้อผิดพลาดในการออกแบบหม้อแปลง ฯลฯ - ข้อผิดพลาด 10% จะเกิดขึ้นได้ง่าย

สำหรับไส้หลอด 6 โวลต์จำเป็นต้องลด R5: 5.6KOhm จะถูกต้อง

สิ่งที่สามารถปรับปรุงได้
ตัวอย่างเช่น ในการจ่ายไฟให้กับเส้นใย การเพิ่มการสตาร์ทแบบนุ่มนวลจะมีประโยชน์ ในการทำเช่นนี้ จะเพียงพอที่จะเพิ่ม C4 เป็น 1,000 μF และเชื่อมต่อตัวต้านทาน 1KΩ ระหว่างบริดจ์และ C4

ตำนานโคมไฟเล็กน้อย
ฉันขออธิบายความเข้าใจผิดที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องข้อหนึ่ง ซึ่งอ้างว่าการป้อนใยอาหาร “อย่างต่อเนื่อง” ส่งผลเสียต่อ “เสียง”
แหล่งที่มาที่เป็นไปได้มากที่สุดของตำนานนี้ตามปกติคือการขาดความเข้าใจและมือที่คดเคี้ยว ตัวอย่างเช่น: หม้อแปลงตัวหนึ่งให้กำลังทั้งแอโนดและไส้หลอด กระแสไฟที่กำหนดของขดลวดไส้หลอดคือ 1A ซึ่งก่อนหน้านี้ป้อนหลอดไส้หลอดโดยตรง และพวกมันกินไฟน้อยกว่า 1A นี้เล็กน้อย ทุกอย่างทำงานได้ดี อาจมีข้อผิดพลาดเล็กน้อย หากตอนนี้มีช่างบัดกรีคนหนึ่งที่จินตนาการว่าตัวเองเป็น "tube-guru" จู่ๆ ก็จ่ายไฟให้กับหลอดไฟเดียวกันจากขดลวดเดียวกัน แต่ผ่านวงจรเรียงกระแส/ตัวเก็บประจุ/ตัวทำให้เสถียร - แค่นั้นแหละ ขันเครื่องขยายเสียง! คำอธิบายนั้นง่ายแม้ว่าจะไม่ชัดเจนสำหรับทุกคน:

1. ประการแรก ขณะนี้หม้อแปลงไฟฟ้ามีการใช้งานมากเกินไปเนื่องจากลักษณะพัลส์ของกระแสชาร์จของถังเก็บ (จำเป็นต้องมีบทความแยกต่างหาก!) กล่าวโดยย่อ: คุณต้องใช้ทรานส์ด้วย จัดอันดับปัจจุบันทุติยภูมิมีค่ามากกว่ากระแสโหลดที่แก้ไขประมาณ 1.8 เท่า
2. ประการที่สอง กระแสกระแทกของถังเก็บประจุไฟฟ้าในแหล่งพลังงานจากหลอดไส้จะไม่เพิ่มสิ่งที่ดีให้กับแหล่งจ่ายไฟแอโนด

• บทสรุป

• คุณสนใจไหม? เขียนถึงฉัน!

ถาม, แนะนำ: ในความคิดเห็นหรือทางอีเมล (มีอยู่ในโปรไฟล์ของฉัน) ขอบคุณ!

ขอให้โชคดีกับคุณ!
- เซอร์เกย์ ปาทรุชิน

รายการนี้ถูกโพสต์ใน โดย บุ๊คมาร์ค.

ความคิดเห็นเกี่ยวกับ VKontakte

131 ความคิดเกี่ยวกับ “ MOSFET + TL431 = ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าชดเชยซีรีย์ตกคร่อมขั้นต่ำ”

ไซต์นี้ใช้ Akismet เพื่อลดสแปม

ยืดอายุของชุดแบตเตอรี่หรือการชาร์จแบตเตอรี่โดยการเพิ่มตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นลงในวงจร เพิ่มความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าและลดการกระเพื่อมหลังจากพัลส์คอนเวอร์เตอร์โดยแทบไม่ลดประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟเลยใช่หรือไม่ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นจริงหากคุณใช้เครื่องคงตัว LDO พลังงานระดับไมโครสมัยใหม่จาก STMicroelectronics ที่มีแรงดันไฟฟ้าในการผลิตต่ำ

เป็นเวลานานแล้วที่นักพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถเข้าถึงเฉพาะตัวกันโคลงแบบคลาสสิก (เช่น หรือตัวกันโคลงของซีรีส์ 78xx/79xx) โดยมีองค์ประกอบควบคุมลดลงขั้นต่ำ 0.8 V ขึ้นไป นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าทรานซิสเตอร์ n-p-n ที่เชื่อมต่อในวงจรที่มีตัวสะสมทั่วไปถูกใช้เป็นองค์ประกอบควบคุม ในการเปิดทรานซิสเตอร์จนอิ่มตัวจำเป็นต้องมีแหล่งพลังงานเพิ่มเติมซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าเกินแรงดันไฟฟ้าขาเข้า อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเทคโนโลยีไม่ได้หยุดนิ่ง และด้วยการถือกำเนิดของทรานซิสเตอร์สนามผล p-channel ที่ทรงพลังและกะทัดรัด พวกเขาก็เริ่มใช้ในตัวปรับแรงดันไฟฟ้ารวมถึงในวงจรแหล่งร่วมด้วย วงจรนี้ช่วยให้เปิดทรานซิสเตอร์ได้อย่างสมบูรณ์หากจำเป็น และแรงดันตกคร่อมทางแยกจะขึ้นอยู่กับความต้านทานของช่องสัญญาณและกระแสโหลดเท่านั้น นี่คือลักษณะที่โคลง LDO (Low DropOut) ปรากฏขึ้น

ควรคำนึงว่าการตกขั้นต่ำบนช่องของทรานซิสเตอร์ LDO โคลงนั้นขึ้นอยู่กับกระแสที่ไหลผ่านเกือบเป็นเส้นตรง เนื่องจากช่องนั้นเป็นตัวต้านทานแบบปรับด้วยไฟฟ้าได้จริงและมีความต้านทานขั้นต่ำอยู่บ้าง ดังนั้น เมื่อกระแสไฟเอาท์พุตลดลง แรงดันไฟฟ้านี้ก็จะลดลงตามสัดส่วนจนถึงขีดจำกัดหนึ่งด้วย ซึ่งปกติจะเท่ากับ 10...50 mV ผู้นำควรได้รับการยอมรับว่าเป็นวงจรขนาดเล็กและมีแรงดันไฟฟ้าตกขั้นต่ำเพียง 0.4 mV หากแรงดันตกเป็นหนึ่งในข้อกำหนดสำคัญสำหรับโคลง คุณควรพิจารณาดูโคลงที่มีการสำรองกระแสขนาดใหญ่อย่างใกล้ชิด เนื่องจากเนื่องจากความต้านทานที่ต่ำกว่าของช่องทรานซิสเตอร์ควบคุม พวกเขาอาจมีแรงดันตกคร่อมต่ำกว่ามากในเวลาเดียวกัน โหลดปัจจุบัน

คุณลักษณะเฉพาะของ LDO คือความสามารถในการรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้า ลดไฟกระชาก และลดเสียงรบกวนบนบัสจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์ที่มีความไวสูง เช่น วิทยุ โมดูล GPS อุปกรณ์เครื่องเสียง ADC ความละเอียดสูง เครื่องกำเนิด VCO โดยแทบไม่มีการเสื่อมสภาพใน ประสิทธิภาพโดยรวมของแหล่งจ่ายไฟ ตัวอย่างเช่น ในการจ่ายไฟให้วงจร 3.3V เราเลือก LDO ที่มีค่าเอาท์พุตขั้นต่ำ 150mV และตัวควบคุมบั๊กที่มีเอาท์พุตระลอกคลื่น 50mV (เส้นโค้งด้านบนในรูปที่ 1) แรงดันเอาต์พุตของตัวควบคุมสวิตช์สามารถประมาณได้โดยใช้สูตร:

U Imp ≥ U โหลด + ยูดร็อป + 1/2∆U พัลส์ + 100…200 มิลลิโวลต์

โดยที่ U Imp คือแรงดันเอาต์พุตของตัวกันโคลงพัลส์ U Load – แรงดันไฟขาออกของตัวกันโคลงเชิงเส้น (แรงดันไฟจ่ายโหลด) ∆U Imp – แอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมที่ด้านออกของตัวกันโคลงพัลส์ ดังนั้นเราจึงเลือกให้เท่ากับ 3.6 V เป็นผลให้ประสิทธิภาพลดลงเพียง 8% อย่างไรก็ตามแรงดันกระเพื่อมจะลดลงอย่างมาก อัตราส่วนการปราบปรามระลอกแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย (SVR) ถูกกำหนดโดยสูตร:

SVR = 20บันทึก*(∆U เข้า /∆U ออก)

ด้วยค่าสัมประสิทธิ์ทั่วไปประมาณ 50 dB ระลอกคลื่นจะลดลงประมาณ 330 เท่า นั่นคือ แอมพลิจูดระลอกคลื่นที่เอาท์พุตของแหล่งจ่ายไฟของเราจะลดลงเหลือหลายร้อยไมโครโวลต์ (เรายังต้องคำนึงถึงสัญญาณรบกวนของ LDO ด้วย ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีค่าเป็นสิบ μV/V) - ผลลัพธ์นี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยสำหรับ ที่สุด ตัวแปลงพัลส์โดยไม่ต้องเพิ่มโคลงหรือตัวกรอง LC แบบหลายขั้นตอนที่เอาต์พุต ลักษณะการรักษาเสถียรภาพที่ดีที่สุดนั้นมาจากวงจรไมโครและวงจรไมโครของซีรีย์ LD39xxx - สัญญาณรบกวนไม่เกิน 10 μV/V และค่าสัมประสิทธิ์ SVR สูงถึง 90 dB

อย่างไรก็ตาม LDO ก็มีข้อเสียเช่นกัน หนึ่งในนั้นคือแนวโน้มที่จะตื่นเต้นในตัวเอง ไม่เพียงแต่เมื่อ ESR ของตัวเก็บประจุเอาต์พุตมีขนาดใหญ่เกินไป (หรือความจุของประจุน้อยเกินไป) แต่ยังรวมถึงเมื่อ ESR ต่ำเกินไปด้วย คุณลักษณะนี้เกิดจากการที่น้ำตกที่มีตัวปล่อยทั่วไป (แหล่งทั่วไป) มีความต้านทานเอาต์พุตสูง ดังนั้นการตอบสนองความถี่ของโคลงจึงปรากฏเสาความถี่ต่ำเพิ่มเติม (ความถี่ขึ้นอยู่กับความต้านทานโหลดและความจุ ของตัวเก็บประจุเอาต์พุต) เป็นผลให้ที่ความถี่หลายสิบกิโลเฮิร์ตซ์ การเปลี่ยนเฟสอาจเกิน 180° และการตอบรับเชิงลบจะกลายเป็นเชิงบวก ในการแก้ปัญหานี้ คุณต้องเพิ่มศูนย์ให้กับการตอบสนองความถี่ และ วิธีที่ง่ายที่สุดการทำเช่นนี้คือการเพิ่มความต้านทานอนุกรม (ESR) ของตัวเก็บประจุเอาต์พุต: ในทางปฏิบัติแล้วจะไม่เพิ่มการกระเพื่อมของแรงดันเอาต์พุต แต่เป็นกุญแจสำคัญในความเสถียรของวงจรทั้งหมด นอกจากนี้ ความจุและ ESR ของตัวเก็บประจุจะต้องอยู่ภายในขีดจำกัดที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด มีการระบุแยกกันสำหรับสารทำให้คงตัว LDO แต่ละตัว อนิจจาวิธีการมาตรฐาน "ยิ่งความจุมากขึ้นและ ESR ของตัวเก็บประจุเอาต์พุตยิ่งต่ำยิ่งดี" ซึ่งใช้ได้กับตัวปรับเสถียรภาพเชิงเส้นและสวิตช์แบบคลาสสิกใช้ไม่ได้ที่นี่

ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของวงจรแก้ไขภายในตัวปรับความคงตัว LDO สามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

• สารเพิ่มความคงตัวที่ออกแบบมาเพื่อทำงานร่วมกับตัวเก็บประจุแทนทาลัมหรืออิเล็กโทรไลติค - ต้องใช้ตัวเก็บประจุที่มี ESR 0.5...10 โอห์มหรือมากกว่า
• ความคงตัวที่ออกแบบมาเพื่อทำงานร่วมกับตัวเก็บประจุแทนทาลัม (ESR 0.3...5 โอห์ม)
• ความคงตัวที่ออกแบบมาเพื่อทำงานกับตัวเก็บประจุแบบเซรามิก - จะรักษาเสถียรภาพเมื่อ ESR ของตัวเก็บประจุเอาต์พุตอยู่ระหว่าง 0.005 ถึง 1 โอห์ม

สำหรับความถี่สูงและ/หรือกระแสสูง วงจรดิจิตอลขอแนะนำให้ติดตั้งตัวกรอง ตัวเก็บประจุเซรามิกด้วยความจุ 0.1...1 µF ใกล้กับชิปแต่ละตัว และยังสามารถรบกวนเสถียรภาพของ LDO โคลงได้อีกด้วย เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น แนะนำให้เพิ่มความยาวและลดความหนาของรางจากโคลงไปจนถึงโหลด (ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความเหนี่ยวนำของราง) ติดตั้งโช้กหรือตัวต้านทานในวงจรจ่ายไฟและเลือก LDO ความคงตัวชดเชยโหลด ESR ต่ำ

มีวิธีอื่นในการเพิ่มความเสถียรของคอนเวอร์เตอร์ - ใช้ทรานซิสเตอร์ n-channel ที่เชื่อมต่อในวงจรโดยมีท่อระบายน้ำทั่วไปเป็นตัวควบคุม วงจรนี้มีความเสถียรโดยมีลักษณะเกือบทุกลักษณะของตัวเก็บประจุเอาต์พุตและแม้จะไม่มีตัวเก็บประจุเลยก็ตาม (เรียกว่าตัวกันโคลงแบบไม่มีฝาปิด) อย่างไรก็ตาม เพื่อการทำงานที่ถูกต้อง จำเป็นต้องมีตัวคูณแรงดันไฟฟ้าภายใน ซึ่งจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าอินพุตเพื่อให้ทรานซิสเตอร์ควบคุมเปิดได้จนกระทั่งอิ่มตัว ผลิตตามรูปแบบนี้ - เนื่องจากความต้านทานช่องสัญญาณล่างของทรานซิสเตอร์ n-channel ในพื้นที่เดียวกันจึงเป็นไปได้ที่จะลดแรงดันตกคร่อมได้อย่างมากอย่างไรก็ตามเนื่องจากตัวคูณการทำงานอย่างต่อเนื่องกระแสไฟฟ้าที่ใช้โดยไมโครวงจรใน โหมดแอคทีฟเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ตามที่ผู้เขียนกล่าวไว้ ความคงตัวดังกล่าวเป็นอนาคตของ LDO ดังนั้นปัญหาการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นอาจจะได้รับการแก้ไขในไม่ช้า

เนื่องจากความจุเกตมีนัยสำคัญ ความสามารถของทรานซิสเตอร์ในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงกะทันหันของกระแสโหลดจึงลดลง เป็นผลให้เมื่อกระแสโหลดลดลงแรงดันเอาต์พุตของโคลงจะเพิ่มขึ้นตามความเฉื่อย (จนกว่าแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานในตัวสามารถปิดทรานซิสเตอร์ได้เล็กน้อย) และเมื่อกระแสเพิ่มขึ้นแรงดันเอาต์พุตจะลดลงเล็กน้อย (โค้งล่างใน รูปที่ 1) ความสามารถในการรับน้ำหนักของโคลงสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มกำลังขับของแอมพลิฟายเออร์สำหรับการทำงานในตัว แต่จะเพิ่มกระแสที่ใช้โดยโคลงในภายหลัง ดังนั้นผู้ออกแบบจึงต้องเลือก: ใช้ตัวปรับความเสถียรที่ใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษในวงจร (เช่นอนุกรมหรือด้วยการใช้กระแสของหน่วยไมโครแอมป์ แต่มีความเฉื่อยสูงมากและแรงดันไฟฟ้าตกขนาดใหญ่เมื่อกระแสโหลดเปลี่ยนแปลงกะทันหัน) หรือเครื่องคงตัวความเร็วปานกลางและความเร็วสูง แต่ใช้ไมโครแอมป์สูงถึงหลายร้อยตัว อีกทางเลือกหนึ่งคือมีตัวปรับความเสถียรพร้อมโหมดประหยัดพลังงาน (ตัวอย่าง) ซึ่งเมื่อกระแสโหลดลดลงจะเปลี่ยนเป็นโหมดพลังงานขนาดเล็กโดยอัตโนมัติ ไมโครคอนโทรลเลอร์สมัยใหม่หลายตัวทำงานคล้ายกัน (เช่นตระกูล STM8 และ STM32) - ตระกูลหลังมีตัวคงตัว LDO สองตัวในตัวซึ่งหนึ่งในนั้นทำงานในโหมดไมโครพาวเวอร์และตัวที่สองในโหมดแอคทีฟซึ่งช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงในทุกโหมดการทำงานและ โภชนาการในช่วงแรงดันไฟฟ้าทั้งหมด

ตัวปรับความเสถียรทั้งหมดที่กล่าวถึงในบทความนี้จำเป็นต้องมีส่วนประกอบภายนอกขั้นต่ำในการทำงาน - มีเพียงตัวเก็บประจุสองตัวเท่านั้นและต้องใช้ตัวเก็บประจุอินพุตที่มีความจุอย่างน้อย 1 μFสำหรับวงจรไมโครส่วนใหญ่และสำหรับรุ่นที่ปรับได้เท่านั้นจะมีตัวแบ่งตัวต้านทานสองตัวด้วย จำเป็น (รูปที่ 2) ไมโครวงจรทั้งหมดได้รับการปกป้องจากการโอเวอร์โหลดและความร้อนสูงเกินไป และสามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิ -40...125°C วงจรขนาดเล็กจำนวนมากมีอินพุต Enable: ปริมาณการใช้กระแสไฟในโหมด "ปิด" โดยปกติจะไม่เกินสองสาม...หลายร้อยนาโนแอมป์ ลักษณะทางไฟฟ้าหลักของสารเพิ่มความคงตัวแสดงไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1. ลักษณะทางไฟฟ้าพื้นฐานของตัวคงตัว ST LDO

หมายเหตุ:

1. ที่กระแสไฟขาออกสูงสุด
2. ที่ความถี่ 10 kHz;
3. ในช่วงความถี่ตั้งแต่ 10 Hz ถึง 100 kHz;
4. ค่าสำหรับโหมดสีเขียวจะแสดงอยู่ในวงเล็บ

สารเพิ่มความคงตัว LDO แบบไมโครพาวเวอร์

ดังที่คุณทราบในหลาย ๆ วงจรที่มีแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลายเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นการสิ้นเปลืองกระแสไฟจะเพิ่มขึ้นดังนั้นเพื่อเพิ่มอายุการใช้งานของชุดแบตเตอรี่คุณควรรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่อย่างน้อยที่สุด ระดับที่ยอมรับได้โดยที่การทำงานของวงจรยังไม่หยุดชะงัก อย่างไรก็ตาม เราต้องคำนึงถึงปริมาณการใช้ LDO ในปัจจุบันด้วย - ควรต่ำกว่าความแตกต่างที่เราพยายามประหยัดมาก นอกจากนี้เรายังต้องคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าตกขั้นต่ำบนโคลงด้วยเนื่องจากยิ่งสูงเท่าไรแบตเตอรี่ของเราจะหมดเร็วเท่านั้น และหากเมื่อ 20 ปีที่แล้วนักพัฒนาสามารถเข้าถึงวงจรไมโครของตระกูล KREN ที่มีการสิ้นเปลืองกระแสไฟโดยทั่วไปมากกว่า 3 mA เท่านั้น ตอนนี้ทางเลือกก็กว้างขึ้นมาก

สำหรับการทำงานในโหมดพลังงานระดับไมโคร สารเพิ่มความเสถียรเฉพาะตัวที่มีการสิ้นเปลืองประมาณ 1 µA (สูงถึง 2.4 µA ที่กระแสโหลดสูงสุด) และแรงดันไฟฟ้าตกที่น้อยกว่า 112 mV เหมาะสมที่สุด ในขณะเดียวกัน แรงดันไฟเอาท์พุตตลอดช่วงการทำงานทั้งหมดจะเปลี่ยนแปลงไม่เกิน 3...5% วงจรโคลงนั้นง่ายที่สุด (รูปที่ 3) โดยไม่มีตัวเลือกเพิ่มเติม การใช้พลังงานที่สูงขึ้นเล็กน้อย ไมโครวงจรนี้สามารถทำงานที่แรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงถึง 12 V. A โดยสิ้นเปลืองกระแสไฟ 4.5 μA และต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงถึง 26 V วงจรไมโครผลิตในบรรจุภัณฑ์ขนาดกลางและ เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ - ที่โหลดปัจจุบันไม่เกินสองสามไมโครแอมป์ แม้แต่แบตเตอรี่ CR2032 ขนาดเล็กในอุปกรณ์ก็จะใช้งานได้นานหลายทศวรรษ!

บางครั้งในการฝึกปฏิบัติวิทยุสมัครเล่นก็จำเป็นต้องมี โคลงที่มีแรงดันไฟฟ้าตกต่ำบนองค์ประกอบควบคุม (1.5-2V) สาเหตุนี้อาจเกิดจากแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอบนขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า ข้อจำกัดด้านมิติเมื่อเคสไม่รองรับหม้อน้ำตามขนาดที่ต้องการ ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ฯลฯ

และหากทางเลือกของไมโครวงจรสำหรับการสร้างโคลง "ทั่วไป" นั้นกว้างเพียงพอ (เช่น LM317, 78XXฯลฯ ) ดังนั้นไมโครวงจรสำหรับการสร้างโคลง Low-Drop จึงไม่สามารถใช้ได้สำหรับทุกคน ดังนั้นโครงการง่ายๆ บนส่วนประกอบที่มีอยู่อาจจะมีความเกี่ยวข้องมาก

ฉันนำเสนอแผนการที่ตัวฉันเองใช้มาหลายปีแล้ว ในช่วงเวลานี้ วงจรแสดงการทำงานที่เชื่อถือได้และเสถียร ส่วนประกอบที่มีอยู่และความง่ายในการติดตั้งจะช่วยให้แม้แต่นักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่ก็สามารถออกแบบซ้ำได้โดยไม่ยาก

คลิกเพื่อซูม

วงจรมีลักษณะค่อนข้างมาตรฐาน โคลงพาราเมตริก ซึ่งเสริมด้วย GST (เครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่เสถียร) เพื่อควบคุมกระแสพื้นฐานของทรานซิสเตอร์ควบคุมเนื่องจากสามารถรับได้ แรงดันไฟฟ้าตกต่ำ.

วงจรนี้ออกแบบมาสำหรับแรงดันเอาต์พุต 5V (ตั้งค่าโดยตัวต้านทาน R4) และกระแสโหลด 200mA หากคุณต้องการได้รับกระแสมากขึ้นคุณควรใช้ T3 แทน ทรานซิสเตอร์คอมโพสิต.

หากคุณต้องการแรงดันไฟฟ้าขาออกที่สูงขึ้น คุณจะต้องคำนวณค่าตัวต้านทานใหม่

ในกรณีที่ ขาดชุดประกอบทรานซิสเตอร์สามารถใช้ทรานซิสเตอร์แบบแยกส่วนได้ ในเวอร์ชันของฉัน แทนที่จะใช้ชุดประกอบ KR198NT5 จะใช้ทรานซิสเตอร์ KT361 ที่เลือกสองตัว สามารถเปลี่ยนชุดประกอบ KR159NT1 ได้ด้วยทรานซิสเตอร์ KT315 สองตัว ซึ่งไม่จำเป็นต้องเลือก

เนื่องจากในทางปฏิบัติไม่มีข้อมูลบนอินเทอร์เน็ตเกี่ยวกับส่วนประกอบภายในประเทศ ฉันจึงให้ pinout ของชุดประกอบทรานซิสเตอร์เพื่อใช้อ้างอิง