Mạch Điện

Voltage Regulator là gì ? Bộ điều chỉnh điện áp là gì

Thật thú vị khi thảo luận về bộ điều chỉnh điện áp là gì ? Voltage Regulator là gì ?. Nó là một mạch phổ biến được sử dụng rộng rãi trong điện tử để cung cấp một mức điện áp không đổi. Bộ điều chỉnh điện áp là một mạch điện tử có thể duy trì mức điện áp bất chấp một số yếu tố như tăng điện áp đầu vào, dung sai và nhiệt độ gây ra các biến đổi. Ví dụ, một mạch được mong đợi có một đầu ra 12V, vì vậy hãy đặt một bộ điều chỉnh điện áp để duy trì đầu ra 12V này mọi lúc. Có hai loại chính của bộ điều chỉnh điện áp. Đầu tiên là tuyến tính và thứ hai là chuyển mạch. Tuyến tính có thể là loại nối tiếp hoặc shunt. Có một số loại bộ điều chỉnh chuyển đổi, nhưng các dạng đơn giản nhất là buck và boost và buck-boost về cơ bản là sự kết hợp của cả hai. hãy cùng tham khảo với hocdientu nhé !

Khi nào sử dụng bộ điều chỉnh điện áp

Bất kỳ ứng dụng nào cần mức điện áp không đổi sẽ cần bộ điều chỉnh điện áp. Mức điện áp không đổi chỉ đơn giản có nghĩa là mức này giống nhau bất cứ lúc nào. Nói một cách ngắn gọn là cấp điện áp đường thẳng. Một số mạch cần bộ điều chỉnh điện áp là bộ nguồn, mạch tham chiếu và bất kỳ mạch tích hợp hoặc mạch phụ nào nhạy cảm với điện áp.

Các loại điều chỉnh điện áp

Bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính

Một bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính là dễ dàng nhất để xử lý. Nó rất dễ tạo và không cần nhiều kiến ​​thức kỹ thuật để hiểu hành vi của nó. Nó có hai biến thể: series và shunt.

(1) Bộ điều chỉnh tuyến tính dòng

Bộ điều chỉnh tuyến tính nối tiếp là loại trong đó nó được lắp đặt nối tiếp với đầu ra hoặc mạch sử dụng bộ điều chỉnh hoặc đơn giản là tải.

Bộ điều chỉnh tuyến tính nối tiếp sẽ duy trì điều chỉnh điện áp bằng cách hấp thụ công suất dư thừa tạo ra từ sự khác biệt của mức điện áp đầu vào và đầu ra.

Giả sử bộ điều chỉnh điện áp có quy định điện áp cố định là 5V và mức điện áp đầu vào là 8V. Để duy trì điều chỉnh 5V, mạch bên trong của bộ điều chỉnh điện áp sẽ quản lý 3V dư thừa là sự khác biệt giữa đầu vào 8V và đầu ra 5V.

Dưới đây là bộ điều chỉnh tuyến tính loạt phổ biến của Texas Instrument. Các hình ảnh được lấy từ trang web của Texas Instruments. Nhấp vào liên kết bên dưới nếu bạn muốn truy cập trang web của Texas Instruments.

LM317 là một bộ điều chỉnh tuyến tính loạt đầu ra biến đổi tích cực. Trong mạch trên, đầu vào là 28V và đầu ra có thể được điều chỉnh đến mức tối thiểu là 1,25V trên mỗi biểu dữ liệu LM317.

Sự tiêu tán công suất của bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính dòng

Đặt điện áp đầu ra không chỉ là điều cần xem xét khi sử dụng bộ điều chỉnh điện áp. Tản năng là điều rất quan trọng tiếp theo cần tìm. Một mạch điều chỉnh điện áp tuyến tính nối tiếp rất dễ chế tạo. Nhưng việc tiêu tán công suất phải được quan tâm. Công suất tiêu tán là lượng điện năng mà bộ điều chỉnh hấp thụ. Điều này liên quan trực tiếp đến nhiệt hoặc mức độ nóng của bộ điều chỉnh. Nguyên nhân nào gây ra hiện tượng tiêu tán điện năng này? Đây là kết quả của sự chênh lệch điện áp giữa đầu vào và đầu ra nhân với dòng tải.

Ví dụ, trong hình trên, nếu điện áp đầu ra được đặt thành 10V, sự khác biệt về điện áp là 18V (28V-10V). Giả sử dòng tải là 1A, điều này có nghĩa là công suất tiêu tán

Công suất tiêu tán = (Vin – Vout) X Dòng tải = (28V – 10V) X 1A = 18 Watts

18 watt là mức tiêu hao điện năng lớn và dẫn đến nhiệt độ vỏ máy nóng hơn. Nó cần được quản lý như bằng cách đặt một bộ tản nhiệt vào bộ điều chỉnh hoặc quạt làm mát, v.v.

(2) Bộ điều chỉnh tuyến tính Shunt

Bộ điều chỉnh tuyến tính Shunt khác với bộ điều chỉnh tuyến tính nối tiếp ở cách nó được kết nối với tải hoặc mạch cần điện áp điều chỉnh.

Một sự khác biệt khác của bộ điều chỉnh tuyến tính shunt so với bộ điều chỉnh tuyến tính nối tiếp là công suất. Trong hầu hết các trường hợp, loại chuỗi chủ yếu là cao cấp hơn loại shunt. Loại shunt cũng sẽ cần một điện trở nối tiếp để giúp tiêu tán công suất dư thừa. Nếu không có điện trở nối tiếp này, nó sẽ không hoạt động. Ví dụ rất cơ bản của bộ điều chỉnh tuyến tính shunt là một diode Zener.

Mạch bên dưới sử dụng một diode Zener để duy trì điện áp quy định cho tải. Có một kháng hàng loạt được thêm vào như đã thảo luận ở trên. Nếu diode Zener có điện áp đánh thủng là 12V, điều đó có nghĩa là không có điện áp cao hơn 12V sẽ được cung cấp cho tải. Trong trường hợp mức Vin là 20V, điện áp dư thừa sẽ bị hấp thụ bởi điện trở nối tiếp và dẫn đến tiêu hao công suất.

Đặt Rseries cho Shunt Regulator

Ví dụ: Vzener = 12V, Vin = 20V, Dòng tải = 2A, Rseries =?

(a) Dòng tải + Dòng điện ngắt = Dòng điện chạy đến Rseries

Trong đó dòng điện Shunt là dòng điện cần thiết của diode Zener để duy trì điều chỉnh điện áp. Điều này được cung cấp bởi biểu dữ liệu. Nếu biểu dữ liệu đưa ra mức tối thiểu và tối đa, chỉ cần lấy giá trị trung bình và sử dụng nó.)

Hãy giả sử một dòng điện shunt là 0,01A. Vì thế,

2A + 0,01A = Dòng điện chạy tới Rseries = 2,01A

(b) Rseries = (Vin – Vshunt) / Dòng điện chạy tới Rseries

= (20V – 12V) / 2,01A = 3,98 ohms

(Trong đó; Vshunt là bộ điều chỉnh điện áp của diode Zener)

Chọn giá trị điện trở gần nhất với giá trị đã tính và kiểm tra lại phép tính

(c) Giả sử chọn một điện trở 3,9 ôm, dòng điện mới chạy đến Rseries sẽ là

Dòng điện chạy đến Rseries = (20V – 12V) / 3,9 ohms = 2,051 A

Dòng tải được cố định ở 2A, vì vậy dòng Zener mới là 0,051A. Kiểm tra biểu dữ liệu nếu điều này không vượt quá giới hạn.

(d) Tính toán mức tiêu hao công suất của Rseries

Điện trở nối tiếp là điện trở hấp thụ điện năng rất lớn, vì vậy điều quan trọng là phải kích thước nó cho phù hợp. Công suất tiêu tán trên Rseries là

Pdiss = (Dòng điện chạy tới Rseries) X (Dòng điện chạy đến Rseries) X Rseries = 2.051AX 2.051AX 3.9 ohms = 16.4 Watts

Đỗ Thủy Học Điện Tử

Tôi một người đam mê cung cấp kiến thức cuộc sống và kiến thức giáo dục văn học , vật lý , điện tử đến cho mọi người hãy cùng tôi tiếp nhận kiến thức mới nhé !

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Back to top button