Κυκλώματα ρυθμιστή χαμηλής πτώσης 5V, 12V που χρησιμοποιούν τρανζίστορ

Τα τρανζίστορ χαμηλή εγκατάλειψη Οι ιδέες κυκλώματος ρυθμιστή τάσης που εξηγούνται στο ακόλουθο άρθρο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη λήψη σταθεροποιημένων τάσεων εξόδου από 3 V και άνω, όπως 5 V, 8 V, 9 V, 12 V κ.λπ. με εξαιρετικά χαμηλή πτώση 0,1 V.

Για παράδειγμα, εάν κάνετε το προτεινόμενο κύκλωμα LDO 5 V, θα συνεχίσει να παράγει έξοδο σταθερού 5 V ακόμα και αν η παροχή εισόδου είναι τόσο χαμηλή όσο 5,1 V

Καλύτερα από τους ρυθμιστές 78XX

Για το πρότυπο 7805 ρυθμιστής βρίσκουμε ότι χρειάζονται υποχρεωτικά τουλάχιστον 7 V για να παράγουν ακριβή έξοδο 5 V, και ούτω καθεξής. Αυτό σημαίνει ότι το επίπεδο εγκατάλειψης είναι 2 V που φαίνεται πολύ υψηλό και ανεπιθύμητο για πολλές εφαρμογές.

Οι έννοιες LDO που εξηγούνται παρακάτω μπορούν να θεωρηθούν καλύτερες από τις δημοφιλείς ρυθμιστές 78XX όπως τα 7805, 7812 κ.λπ., καθώς δεν απαιτούν την παροχή εισόδου να είναι 2 V υψηλότερη από το προβλεπόμενο επίπεδο εξόδου, αλλά μπορούν να λειτουργήσουν με εξόδους εντός 2% της εισόδου.

Στην πραγματικότητα, για όλους τους γραμμικούς ρυθμιστές όπως το 78XX ή LM317, 338 κ.λπ. η παροχή εισόδου πρέπει να είναι 2 έως 3 V υψηλότερη από την ενσωματωμένη σταθεροποιημένη έξοδο.

Σχεδιασμός 5 V Low-Dropout Regulator

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: ΠΑΡΑΚΑΛΩ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ 1Κ ΜΕΤΑΞΥ ΒΑΣΗΣ Q1 ΚΑΙ ΣΥΛΛΕΚΤΗΣ Q2

Το παραπάνω σχήμα δείχνει ένα απλό χαμηλό ποσοστό εγκατάλειψης Ρυθμιστής σταθεροποιημένης τάσης 5 V σχεδιασμός που θα σας δώσει ένα κατάλληλο σταθεροποιημένο 5 V ακόμη και όταν η παροχή εισόδου έχει μειωθεί σε λιγότερο από 5,2 V.

Η λειτουργία του ρυθμιστή είναι στην πραγματικότητα πολύ απλή, τα Q1 και Q2 σχηματίζουν ένα απλό υψηλό κέρδος κοινή εκπομπή διακόπτης ισχύος, ο οποίος επιτρέπει την τάση να περάσει από την είσοδο στην έξοδο με χαμηλή διακοπή.

Το Q3 σε συνδυασμό με τη δίοδο zener και το R2 λειτουργούν σαν ένα βασικό δίκτυο ανατροφοδότησης που ρυθμίζει την έξοδο στην τιμή που ισοδυναμεί με την τιμή της διόδου zener (περίπου).

Αυτό σημαίνει επίσης ότι από αλλαγή της τάσης zener τιμή, η τάση εξόδου θα μπορούσε να αλλάξει ανάλογα, όπως επιθυμείται. Αυτό είναι ένα πρόσθετο πλεονέκτημα του σχεδιασμού, δεδομένου ότι επιτρέπει στο χρήστη να προσαρμόζει ακόμη και τις μη τυπικές τιμές εξόδου που δεν είναι διαθέσιμες από τα σταθερά IC 78XX

Σχεδιάζοντας έναν ρυθμιστή χαμηλής απόρριψης 12 V

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: ΠΑΡΑΚΑΛΩ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ 1Κ ΜΕΤΑΞΥ ΒΑΣΗΣ Q1 ΚΑΙ ΣΥΛΛΕΚΤΗΣ Q2

Όπως εξηγήθηκε στην προηγούμενη ενότητα, η απλή αλλαγή των τιμών zener αλλάζει την έξοδο στο απαιτούμενο σταθεροποιημένο επίπεδο. Στο παραπάνω κύκλωμα 12 V LDO, έχουμε αντικαταστήσει το Δίοδος Ζένερ με μια δίοδο zener 12 V για τη λήψη ρυθμιζόμενης εξόδου 12 V μέσω εισόδων 12,3 V έως 20 V.

Τρέχουσες προδιαγραφές.

Η τρέχουσα έξοδος από αυτά Σχέδια LDO θα εξαρτηθεί από την τιμή του R1 και την τρέχουσα ικανότητα χειρισμού του Q1, Q2. Η υποδεικνυόμενη τιμή του R1 θα επιτρέψει ένα μέγιστο 200 mA, το οποίο μπορεί να αυξηθεί σε υψηλότερους ενισχυτές μειώνοντας κατάλληλα την τιμή του R1.

Για να εξασφαλίσετε τη βέλτιστη απόδοση, βεβαιωθείτε ότι τα Q1 και Q2 έχουν καθοριστεί με υψηλή hFE , τουλάχιστον 50. Επίσης, μαζί με το τρανζίστορ Q1, το Q2 πρέπει επίσης να είναι τρανζίστορ ισχύος, καθώς μπορεί επίσης να γίνει λίγο ζεστό στη διαδικασία.

Προστασία βραχυκυκλώματος

Ένα εμφανές μειονέκτημα των εξηγημένων κυκλωμάτων χαμηλής πτώσης είναι η έλλειψη προστασία βραχυκυκλώματος , που είναι συνήθως ένα τυπικό ενσωματωμένο χαρακτηριστικό στους περισσότερους κανονικούς σταθερούς ρυθμιστές.

Ωστόσο, η δυνατότητα μπορεί να προστεθεί συμπεριλαμβάνοντας ένα τρέχον περιοριστικό στάδιο χρησιμοποιώντας Q4 και Rx όπως φαίνεται παρακάτω:

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: ΠΑΡΑΚΑΛΩ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ 1Κ ΜΕΤΑΞΥ ΒΑΣΗΣ Q1 ΚΑΙ ΣΥΛΛΕΚΤΗΣ Q2

Όταν το ρεύμα αυξάνεται πέρα ​​από το προκαθορισμένο όριο, η πτώση τάσης στο Rx γίνεται αρκετά υψηλή για να ενεργοποιήσετε το Q4, το οποίο αρχίζει να γειώνει τη βάση Q2. Αυτό αναγκάζει την αγωγή Q1, Q2 να είναι πολύ περιορισμένη και η τάση εξόδου τερματίζεται, έως ότου η τρέχουσα κλήρωση αποκατασταθεί στο κανονικό επίπεδο.

Ρυθμιστής τρανζίστορ χαμηλής πτώσης με απαλή εκκίνηση

Αυτός ο ρυθμιστής υψηλής τάσης κέρδους που χρησιμοποιεί μόνο μερικά τρανζίστορ περιλαμβάνει ποιότητες καλύτερες από αυτές του ευρέως χρησιμοποιούμενου πολλαπλού παραλλαγές emitter-follower .

Το κύκλωμα είχε δοκιμαστεί σε ένα Στερεοφωνικός ενισχυτής 30 watt που απαιτούσε αυστηρά μια πολύ ρυθμιζόμενη τροφοδοσία και επίσης μια τάση εξόδου που θα μπορούσε να ανέβει αργά και σταδιακά μέσω μηδενικών βολτ στο μέγιστο, όποτε το κύκλωμα ενεργοποιήθηκε αρχικά.

Αυτό απαλή εκκίνηση Το σχέδιο (περίπου 2 δευτερόλεπτα) για τους ενισχυτές ισχύος βοήθησαν τους πυκνωτές εξόδου 2000 uF να φορτίσουν χωρίς να προκαλέσουν υπερβολικό ρεύμα συλλέκτη στα τρανζίστορ εξόδου.

Η κανονική αντίσταση εξόδου ρυθμιστή είναι 0,1 ohm. Η τάση εξόδου εντοπίζεται επιλύοντας την εξίσωση με:

VO = VZ - VBE1.

Ο χρόνος ανόδου της τάσης εξόδου αξιολογείται με τον υπολογισμό μέσω του τύπου:

T = RB.C1 (1 -Vz / V).

Ορισμένες ψηφιακές συσκευές απαιτούν μια προκαθορισμένη σειρά ενεργοποίησης για τα τροφοδοτικά τους. Με τον καθορισμό κατάλληλων τιμών RB / C1, ο χρόνος ανόδου της εξόδου του κυκλώματος θα μπορούσε να καθοριστεί για να παραδώσει αυτήν την ακολουθία ή το διάστημα καθυστέρησης