ספק הכוח המתקבל בקצה העומס או בקצה הצרכן יש תנודות ברמות המתח עקב עומסים לא סדירים או מצב מבוסס של רשת החשמל המקומית. תנודות מתח אלה עשויות להוביל להפחתת תוחלת החיים של המכשירים החשמליים והאלקטרוניים של הצרכן או לפגיעה בעומסים. אז, זה נדרש להגן על עומסים ממתחים ומתחת או צורך לספק מתח קבוע לעומסים ולשמור עליהם יציבות במתח המערכת באמצעות טכניקת הרגולציה. ניתן להגדיר ויסות מתח כשמירה על מתח קבוע או שמירה על רמת המתח של מערכת בגבולות מקובלים על פני מגוון רחב של תנאי עומס, ולכן משתמשים בווסתי מתח לוויסות מתח. לוויסות מתח ליניארי, ולפעמים נעשה שימוש בווסת מתח LM317 מתכוונן בו מיועד המתח הלא סטנדרטי.
מהו רגולטור המתח?
ויסות המתח בא מערכת אספקת חשמל ניתן להשיג באמצעות מכשיר חשמלי או אלקטרוני הנקרא כווסת מתח. ישנם סוגים שונים של וסת מתח כגון וסת מתח קבוע וווסת מתח משתנה. אלה מחולקים שוב לסוגים רבים כווסת מתח אלקטרוני,אלקטרו מכניוסתים, וסת מתח אוטומטי, וסת מתח לינארי, וסת מיתוג, וסת מתח LM317, וסת היברידי, ויסות SCR, וכן הלאה.
ווסת מתח
וסת מתח LM317
וסת מתח LM317
זהו סוג של ויסות מתח חיובי-ליניארי המשמש לוויסות מתח, אותו המציאו רוברט סי דובקין ורוברט ג'יי ווידלאר בזמן שעבדו במוליך למחצה הלאומי בשנת 1970. זהו ווסת מתח מתכוונן לשלושה מסופים. והוא קל לשימוש מכיוון שכדי לקבוע את מתח המוצא נדרש רק שני נגדים חיצוניים במעגל ויסות המתח LM317. הוא משמש בעיקר לוויסות מקומי וכרטיס. אם נתחבר נגד קבוע בין הפלט לכוונון של הרגולטור LM317, אז מעגל LM317 יכול לשמש כווסת זרם מדויק.
מעגל רגולטור מתח LM317
שלושת המסופים הם סיכת כניסה, סיכת פלט וסיכת כוונון. מעגל LM317 מוצג באיור שלהלן הוא tיתצורה פיקאלית של תרשים המעגלים של ויסות המתח LM317 כולל קבלים הניתוק. מעגל LM317 זה מסוגל לספק משתנה ספק כוח DC בהספק של 1A וניתן לכוונן עד 30 וולט. המעגל מורכב מנגד צד נמוך ונגד צד גבוה המחובר בסדרה ויוצר מחלק מתח התנגדות שהוא מעגל ליניארי פסיבי המשמש לייצור מתח יציאה שהוא חלק ממתח הכניסה שלו.
קבלים לניתוק הניתוק משמשים לניתוק או למניעת צימוד לא רצוי של חלק אחד במעגל חשמלי מחלק אחר. כדי למנוע את ההשפעה של רעש הנגרם על ידי כמה אלמנטים במעגל על יתר האלמנטים במעגל, ניתוק קבלים במעגל משמשים לטיפול ברעש הקלט ובמעברי הפלט. גוף קירור משמש עם המעגל כדי למנוע את התחממות יתר של הרכיבים עקב פיזור מתח רב יותר.
מעגל רגולטור מתח LM317
תכונות
ישנם כמה מאפיינים מיוחדים של הרגולטור LM317 וכמה מהם הם כדלקמן:
- הוא מסוגל לספק זרם עודף של 1.5A, ומכאן שהוא נחשב רעיונית כמגבר תפעולי עם מתח יציאה שנע בין 1.2 וולט ל -37 וולט.
- מעגל ויסות המתח LM317 מורכב מבפנים הגנה מפני עומס יתר תרמי וזרם קצר חשמלי המגביל קבוע לטמפרטורה.
- זה זמין בשתי חבילות כחבילה טרנזיסטור עם 3 עופרת ורכב D2PAK-3.
- גרב מתחים קבועים רבים ניתן לבטל.
עבודה של רגולטור מתח מעגל LM317
הרגולטור LM317 יכול לספק זרם יציאה עודף ולכן עם יכולת זו הוא נחשב רעיונית כ מגבר תפעולי . סיכת הכוונון היא הקלט ההפוך של המגבר וכדי לייצר מתח ייחוס יציב של 1.25 וולט, נעשה שימוש במתח התייחסות פנימי לפער הפס כדי להגדיר את הקלט שאינו הופך.
ניתן לכוונן את מתח סיכת המוצא ברציפות לכמות קבועה באמצעות מחלק מתח התנגדות בין המוצא לקרקע, אשר יגדיר את המגבר התפעולי כמגבר שאינו הופך.
משתמשים במתח התייחסות לרצועות פס לייצור מתח מוצא קבוע ללא קשר לשינויים בכוח האספקה. זה נקרא גם מתח ייחוס בלתי תלוי בטמפרטורה המשמש לעתים קרובות במעגלים משולבים.
מתח המוצא (באופן אידיאלי) של מעגל ויסות המתח LM317
Vout = Vref * (1+ (RL / RH))
מונח שגיאה נוסף מכיוון שזרם שקט כלשהו זורם מסיכת הכוונון של המכשיר.
Vout = Vref * (1+ (RL / RH)) + IQR
להשגת תפוקה יציבה יותר, תרשים המעגלים של ויסות המתח LM317 מתוכנן כך שיהפוך את זרם השקט לקטן או שווה ל- 100 מיקרו אמפר. לפיכך, בכל המקרים המעשיים ניתן להתעלם מהשגיאה.
אם נחליף את הנגד בצד הנמוך של המחלק מתרשים המעגלים של ויסות המתח LM317 בעומס, התצורה המתקבלת של הווסת LM317 תווסת את הזרם לעומס. לפיכך, ניתן להתייחס למעגל LM317 זה כאל מעגל הרגולטור הנוכחי של LM317.
הרגולטור הנוכחי LM317
זרם המוצא הוא ירידת המתח של מתח הייחוס על פני ההתנגדות RH ונתון כ-
זרם היציאה במקרה האידיאלי הוא
אני יוצא= Vref / RH
בהתחשב בזרם השקט, זרם המוצא ניתן כ-
אני יוצא= (Vref / RH) + מנת משכל
רגולטורי מתח לינאריים אלה LM317 ו- LM337 משמשים לעתים קרובות ב ממיר DC-DC יישומים. הרגולטורים הליניאריים שואבים באופן טבעי זרם רב ככל שהם מספקים. ההספק המופק עקב הכפלת זרם זה עם הפרש המתח בין הקלט ליציאה יתפזר ויבוזבז כחום.
בשל כך, נדרש להתחשב בחום לצורך תכנון משמעותי ומוביל לחוסר יעילות. אם הפרש המתח יגדל, אז הכוח המבוזבז יגדל, ולפעמים כוח הפסולת המתפזר הזה יהיה יותר מההספק המסופק.
למרות שזה לא משמעותי, אך מכיוון שמווסתי המתח הליניאריים עם כמה רכיבים נוספים הם דרך פשוטה להשיג מתח יציב, עלינו לקבל תמורה זו. ויסות מתח המיתוג הן אלטרנטיביות לווסתים ליניאריים אלה מכיוון שוויסות מיתוג אלה בדרך כלל יעילים יותר, אך הם דורשים מספר רב יותר של רכיבים לעיצוב ולכן זקוקים ליותר מקום.
מקווה שמאמר זה נותן תמצית על מעגל ויסות המתח LM317 עם עבודה. יתר על כן, לכל הבהרה בנושא ויסות מתח ויישומיהם , אתה מוזמן ליצור איתנו קשר על ידי פרסום הערותיך או שאילתותיך בסעיף ההערות למטה.
