מעגלי ווסת מתח

רגולטור מתח, כפי שהשם מרמז, הוא מעגל המשמש לוויסות המתח. מתח מווסת הוא אספקת מתח חלקה, ללא כל רעש או הפרעה. הפלט מווסת המתח אינו תלוי בזרם העומס, הטמפרטורה וריאצית קו ה- AC. ויסות מתח קיימים כמעט בכל מוצרי אלקטרוניקה או מכשירי חשמל ביתיים כמו טלוויזיה, מקרר, מחשב וכו ', כדי לייצב את מתח האספקה.

בעיקרון, מווסת המתח ממזער את ההבדל במתח כדי להגן על המכשיר. במערכת הפצה חשמלית, ויסות המתח נמצא בקווי הזנה או בתחנת משנה. ישנם שני סוגים של וסתים המשמשים בקו זה, אחד הוא רגולטור צעד, שבו מתגים מווסתים את האספקה ​​הנוכחית. אחד נוסף הוא ויסות אינדוקציה, שהוא מכונה חשמלית מתחלפת הדומה למנוע אינדוקציה המספק כוח כמקור משני. זה ממזער את וריאציית המתח ומספק תפוקה יציבה.

ישנם סוגים שונים של ויסות מתח אשר מוסברים להלן.

סוגי מעגל רגולטור מתח

מעגל ווסת מתח לינארי

• ויסות מתח סדרתי
• וסת מתח שאנט

מעגל רגולטור מתח זנר

מעגל מווסת מתח מיתוג

• סוג באק
• סוג בוסט
• סוג באק / בוסט

מעגל ווסת מתח לינארי

אלה הם הרגולטורים הנפוצים ביותר המשמשים באלקטרוניקה לשמירה על מתח המוצא היציב. וסת מתח לינארי פועל כמו מעגל מחלקי מתח, בהתנגדות הווסת הזו משתנה ביחס לשינוי העומס ונותנת מתח יציאה קבוע. להלן כמה יתרונות וחסרונות של ויסות המתח הליניארי:

יתרונות

• מתח אדוות המוצא נמוך
• התגובה מהירה
• פחות רעש

חסרונות

• יעילות נמוכה
• נדרש מקום גדול
• מתח היציאה תמיד יהיה פחות ממתח הכניסה

1. ויסות מתח סדרתי

המתח הלא מווסת הוא ביחס ישר לירידת המתח על פני ההתנגדות המחוברת בסדרה ונפילת מתח זו תלויה בזרם הנצרך על ידי העומס. אם צריכת העומס הנוכחית תגדל גם זרם הבסיס יקטן ובשל כך זרם אספן פחות יזרום דרך מסוף פולט הקולט ומכאן שעומס הזרם יגדל ולהיפך.

מתח המוצא המווסת של ווסת מתח הצנט מוגדר כ:

V _OUT = V _Z + V _BE

רגולטור מתח זנר

ויסות מתח של זנר זולות יותר ומתאימות רק למעגלים בעלי הספק נמוך. ניתן להשתמש בו ביישומים שבהם כמות החשמל המבוזבזת במהלך הרגולציה אינה מדאיגה ביותר.

נגד, מחובר בסדרה עם דיודת הזנר כדי להגביל את כמות הזרם הזורם דרך הדיודה ומתח הכניסה Vin (אשר חייב להיות גדול יותר ממתח הזנר) מחובר כמתואר בתמונה ומתח המוצא Vout, נלקח על פני דיודת הזנר עם Vout = Vz (Zener Voltage). כידוע דיודת זנר מתחילה להתנהל בכיוון הפוך כאשר המתח המיושם גבוה ממתח הפירוק של זנר. לכן כאשר הוא מתחיל להתנהל, הוא שומר על אותו מתח לרוחבו וזורם חזרה את הזרם הנוסף, ובכך מספק את מתח המוצא היציב.

למידע נוסף על דיודות זנר שעובדות כאן.

מווסת מתח מיתוג

ישנם שלושה סוגים של ויסות מתח מיתוג:

• וסת מתח מיתוג באק או צעד
• Boost או Step-Up מווסת מתח מיתוג
• וסת מתח מיתוג באק / בוסט

וסת מתח מיתוג באק או צעד

רגולטור באק משמש להפחתת המתח ביציאה, אנו יכולים אפילו להשתמש במעגל מחלק המתח כדי להפחית את מתח המוצא אך היעילות של מעגל מחלק המתח נמוכה, מכיוון שהנגדים מפזרים אנרגיה כחום. אנו משתמשים בקבלים, דיודות, משרנים ומתגים במעגל. תרשים המעגל לווסת מתח מיתוג באק מופיע להלן:

כאשר המתג מופעל הדיודה נשארת מוטה הפוכה ואספקת החשמל מחוברת למשרן. כאשר המתג פתוח קוטביות המשרן נהפכות לאחור והדיודה הופכת מוטה קדימה ומחברת את המשרן לקרקע. ואז הזרם דרך המשרן פוחת עם השיפוע:

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

הקבל משמש למניעת ירידת המתח לאפס על פני העומס. אם נמשיך לפתוח ולסגור את מתג המתח הממוצע על פני העומס יהיה פחות ממתח הכניסה המסופק. אתה יכול לשלוט על מתח המוצא על ידי שינוי מחזור החובה של מכשיר המיתוג.

מתח יציאה = (קלט מתח) * (אחוז הזמן שהמתג פועל)

אם ברצונך ללמוד עוד על ממיר באק, לחץ על הקישור.

Boost או Step-Up מווסת מתח מיתוג

רגולטור Boost משמש להגברת המתח על פני העומס. תרשים המעגל לווסת הדחיפה מופיע להלן:

כאשר המתג סגור הדיודה מתנהגת כמוטה הפוכה והזרם על פני המשרן ממשיך לגדול. כעת כאשר המתג נפתח, המשרן ייצור כוח שגורם לזרם להמשיך לזרום והקבל מתחיל להיטען. על ידי הפעלה וכיבוי רציף של המתג נקבל את המתח בעומס הגבוה ממתח הכניסה. אנו יכולים לשלוט על מתח המוצא על ידי שליטה על זמן ההפעלה (טון) של המתג.

מתח יציאה = מתח כניסה / אחוז הזמן שהמתג פתוח

אם ברצונך ללמוד עוד על ממיר Boost, לחץ על הקישור.

מווסת מתח מיתוג באק בוסט

רגולטור החלפת Buck-Boost הוא השילוב של Buck ו- Boost Regulator, והוא נותן פלט הפוך שיכול להיות גדול או פחות ממתח הכניסה המסופק.

כאשר המתג פועל, הדיודה מתנהגת כמוטה הפוכה והמשרן אוגר אנרגיה וכשהמתג כבוי המשרן התחיל לשחרר את האנרגיה בקוטביות הפוכה, שמטענת את הקבל. כאשר האנרגיה המאוחסנת במשרן הופכת לאפסית הקבל מתחיל להזרם לעומס בקוטביות הפוכה. בשל הרגולטור הזה של דחיפת הכסף נקרא גם כווסת הפוך.

מתח המוצא מוגדר כ-

Vout = Vin (D / 1-D) איפה, D הוא מחזור החובה

מכאן שאם מחזור החובה נמוך הרגולטור מתנהג כווסת ה- Buck וכאשר מחזור החובה גבוה הרגולטור מתנהג כרגולטור Boost.

דוגמה מעשית למעגלי רגולטור

מעגל מווסת מתח לינארי חיובי

תכננו מעגל מווסת מתח לינארי חיובי באמצעות 7805 IC. ל- IC זה יש את כל המעגלים המספקים את האספקה ​​המווסתת 5 וולט. מתח הכניסה צריך להיות לפחות יותר מ -2 וולט מהערך המדורג כמו עבור LM7805 עלינו לספק לפחות 7 וולט.

מתח כניסה לא מווסת מסופק ל- IC ואנחנו מקבלים מתח מוסדר במסוף הפלט. שם ה- IC מגדיר את תפקידו, 78 מייצגים את הסימן החיובי ו- 05 מייצג את ערך מתח המוצא המווסת. כפי שאתה רואה בתרשים המעגל אנו נותנים 9V ל- 7805IC ומקבלים ויסות + 5V ביציאה. הקבל C1 ו- C2 משמשים לסינון.

מעגל רגולטור מתח זנר

הנה, תכננו רגולטור מתח זנר באמצעות 5.1 וולט של דיודת זנר. דיודת זנר פועלת כאלמנט החישה. כאשר מתח האספקה ​​עולה על מתח הפירוק שלו, ההתחלה שלו מתנהלת בכיוון ההפוך ושומרת על אותו המתח על פניו וזורמת חזרה את הזרם הנוסף, וכך מספקת את מתח היציאה היציב. במעגל זה אנו נותנים 9V מתח כניסה ומקבלים כמעט 5.1 מתח של יציאה מוסדרת.