Bộ điều chỉnh điện áp là một thiết bị được sử dụng để thay đổi điện áp dao động trên đầu vào thành điện áp được xác định trước và ổn định trên đầu ra. Bộ điều chỉnh điện áp có thể là cơ khí, điện, AC hoặc DC.

Ứng dụng quy định

Hầu hết các mạch yêu cầu điện áp không đổi độc lập với dòng điện tiêu thụ. Ngay cả một quá áp nhỏ cũng có thể gây ra sự tàn khốc, và đây là lý do tại sao tốt hơn là sử dụng bộ điều chỉnh, nhưng nó cũng giúp ích rất nhiều trong việc loại bỏ tiếng ồn trong bộ khuếch đại. Trong bộ tạo tín hiệu hoặc bộ dao động, tần số đầu ra thay đổi theo điện áp và phải được kiểm soát tốt để ổn định.ี่

Các loại bộ điều chỉnh

Có ba loại hoặc loại bộ điều khiển chính: bộ điều chỉnh dương trong đó điện áp đầu vào là dương, bộ điều khiển âm trong đó điện áp đầu vào là âm, bộ điều chỉnh điện áp kép, là một tập hợp của cả hai, chẳng hạn như mạch op-amp và cuối cùng là bộ điều khiển có thể điều chỉnh, có thể có một trong những điều trên, nhưng có núm điều khiển để thay đổi điện áp đầu ra theo nhu cầu.

Bộ điều chỉnh đơn giản TZener

Diode Zener là một loại diode, khi được kết nối theo cấu hình phân cực ngược (xem bên dưới), bắt đầu "đứt" hoặc dẫn điện ở một điện áp cụ thể được gọi là điện áp zener. Khi quá trình dẫn điện được bắt đầu, không có hiện tại dừng, vì vậy điện trở (R1 hiển thị bên dưới) cần được hạn chế. Dòng chảy đến một giá trị an toàn.

Trong điều khiển đơn giản ở trên, Vin là 12V, Vout là 5V và I là 10mA. Tuy nhiên, sẽ không có quy định, vì Zener sẽ không hành động. Xét rằng nó phải là I = 50 + 10 = 60mA, vì vậy R1 = 7 / 0.06 = 116Ω.

Tuy nhiên, vấn đề là sự tiêu tán điện năng trong R1 và D1 đối với dòng tải lớn sẽ quá mức. Nhưng đây là một mạch khá phù hợp để chuyển đổi mức tín hiệu cho mô-đun 5V sang 3.3V.

Zener làm tham chiếu và bóng bán dẫn Q1

Ở đây chúng tôi sử dụng Zener làm tài liệu tham khảo vàBóng bán dẫn์ Nếu Vout là 5V, vôn phát cơ sở 0.6V được thêm vào nó, vì vậy D2 phải là 5.6V (có bán trên thị trường) và bây giờ R2 sẽ phải cung cấp dòng điện tích lũy / hfe của bóng bán dẫn (ví dụ: 1000) cho nguồn điện 1A, 1/1000 10mA, R2 = 12-5.6 / 0.01 = 640Ω cộng với dòng điện danh định cho Zener, ví dụ 560Ω.

Nhưng đây vẫn là rất nhiều điện năng bị lãng phí trong việc sưởi ấm Zener. Bây giờ chúng tôi đã thêm Q5 và mạng phản hồi từ Vout để cung cấp một mạch hữu ích.์:

D4 không còn quan trọng và có thể là bất cứ thứ gì trong phạm vi từ 1V đến 4V và có thể điều chỉnh. Khi Vout cố gắng vượt quá điện áp cơ bản Q5 + 0.6 + D4, nó sẽ bắt đầu cướp dòng điện từ đáy của Q4, giữ cho điện áp không đổi.

Hãy tiến thêm một bước nữa và tăng cường bảo vệ quá dòng.:

Mức giảm vôn giữa D6 và D7 sẽ luôn là 0.6 + 0.6 = 1.2V và Vbe của Q6 cũng là 0.6V. Ví dụ, nếu chúng ta cẩn thận chọn R14 để khớp với nơi chúng ta muốn ngăn chặn quá dòng, chẳng hạn như 2A, khi V vượt qua R14 = 1.2V, D6 và D7 sẽ cướp dòng điện từ Q6 cơ sở, không để lại dòng điện nào vượt quá 2A.

Vì vậy, R14 = 1,2 / 2 = 0,6Ω, nhưng có một cải tiến nữa mà chúng ta có thể thực hiện để ngăn chặn dòng điện lớn trong diode.

Đối với 2A, đó sẽ là R19 = 0.6 / 2 = 0.3Ω.

Bộ điều chỉnh điện áp không đổiี่

Ở đây chúng ta có sự đơn giản của bộ điều khiển ba cực điện áp không đổi. IC điều chỉnh điện áp sê-ri LM78xx có nhiều loại điện áp, ví dụ:ample, đầu ra LM7812 12V, đầu ra LM7809 9V và đầu ra LM7805 5V.

Không nên nhầm lẫn C4 và C10 với tụ điện phẳng, chúng được thiết kế để gây nhiễu và ổn định, đồng thời chúng phải có ESR thấp (điện trở nối tiếp tương đương), C4 thường là 10uF và C10 là 1uF. Lưu ý rằng diode D9 là một phóng điện dung lớn ở tải ngược để ngăn bộ điều khiển có phân cực ngược khi đầu vào thấp.

Bộ điều chỉnh điện áp có thể điều chỉnh้

Và cuối cùng chúng ta đã đi đến hồi kết của quá trình phát triển với bộ điều chỉnh ba cực có thể điều chỉnh, bộ điều chỉnh điện áp LM317 nổi tiếng và bộ điều chỉnh điện áp âm LM.337

C2 được sử dụng cho nhiễu và có thể là 1uF, tỷ lệ R20 và R23 xác định điện áp đầu ra. Chúng có thể là hai điện trở cố định hoặc một chiết áp có thể điều chỉnh. Đối với bất kỳ điện áp nào giữa Vmax và Vmin, R7 = (176 * Vout) – 220

Vì vậy, nếu bạn cần 9V, R23 có thể là một hằng số, ví dụ: 176 * 9 - 220 = 1k4. Nó phải có ít nhất 2V giữa đầu vào và đầu ra, và nó có điện áp tối đa là 32V, vì vậy nó có thể được điều chỉnh từ 1.2V đến 30V, làm cho R23 10k.

Công suất tiêu tán trong bộ điều khiển là (Vin-Vout) * Iout, vì vậy đối với 12V vào và 5V ra ở 1A, công suất là (12-5) * 1 = 7W.

Nếu bạn định lấy hơn 1A của bộ điều khiển ra khỏi bộ điều khiển hoặc nó quá nóng để xử lý bằng ngón tay của bạn, thì cần phải có bộ tản nhiệt. Bạn có thể thử gắn nó vào vỏ của hộp nhôm bạn đang sử dụng hoặc gắn nó trên nhôm phẳng, hoặc tốt hơn là trên một bộ tản nhiệt phù hợp và đoán kích thước. Bạn sẽ có thể cầm thiết bị điều khiển một cách thoải mái mà không cần chạm vào tay hoặc ngón tay.้