Güç Kaynakları ve Regülatörler
TI LM79xx veri sayfasındaki ±15 V, 1 A izlemeli regülatör: tam −15 V’a ayarlanmış bir LM7915 ve toprak pini bir LM307 op-amp tarafından sürülen bir LM7815; böylece pozitif hat negatif hattın aynısı olur.
Devreye genel bakış
Elektriksel değerlerini ve bağlantılarını görmek için yukarıdaki şemadan herhangi bir bileşene tıklayın.
Bu, Texas Instruments LM79XX veri sayfasındaki (SNOSBQ7C) şekil 8’dir: eşit pozitif ve negatif hatlara ihtiyaç duyan op-amp ve ses devreleri için simetrik bir besleme. Hatları iki sabit regülatör oluşturur: −15 V için LM7915 ve +15 V için LM7815 (TI bunu, LM340 veri sayfasının LM7815 ile birlikte tanımladığı LM340T-15 olarak çizer). Tek başlarına iki hat 1,2 V’a kadar farklı olabilir, çünkü her regülatör yalnızca %4 doğruluk garanti eder (14,4 V ile 15,6 V arası). Devre bu farkı iki adımda giderir: bir trimpot negatif çıkışı tam −15,0 V’a ayarlar, bir op-amp ise hatlar arasındaki %1’lik direnç bölücüsü 0 V gösterene kadar pozitif regülatörün GND pinini kaydırır ve böylece pozitif hattı aynı büyüklüğe zorlar. Kenetleme diyotları hiçbir çıkışın ters kutba geçmesine izin vermez. Regülesiz ±VIN girişleri ayrı bir doğrultucu ve filtreden gelir (TI dalgalanmayı 3000 µF giriş kondansatörleriyle ölçmüştür); bunlar çizilmemiştir.
| Regüle çıkış gerilimi | İzlemeli +15 V ve −15 V; 1 A’e kadar (TI şekil 8) |
|---|---|
| ΔIL = 1 A’de yük regülasyonu | 40 mV (−15 V), 2 mV (+15 V) (TI şekil 8 tablosu) |
| Çıkış dalgalanması | CIN = 3000 µF, IL = 1 A’de 100 µVrms (TI şekil 8 tablosu) |
| Çıkış gürültüsü | 150 µVrms, 10 Hz ≤ f ≤ 10 kHz (TI şekil 8 tablosu) |
| Sıcaklık kararlılığı | 50 mV (TI şekil 8 tablosu) |
| Giriş gerilimi aralığı | +VIN 17,7 V ile 35 V arası (LM7815, TI SNOSBT0L); −VIN −17,5 V ile −35 V arası (LM7915, TI SNOSBQ7C) |
| Çıkış ince ayar aralığı | ≈ ±0,7 V (R1, R2 ve ±15 V hatlarından hesaplanan) |
| Hat eşleşmesi | R4 ve R5’in toleransıyla belirlenir (şemada %1) |
U1 (LM7815) +VIN’i +15 V’a düşürür, U2 (LM7915) ise −VIN’i −15 V’ta regüle eder. COMMON, hatlar arasındaki ve yükle paylaşılan 0 V noktasıdır. Her regülatör çıkışını kendi GND pininden sabit 15 V uzakta tutar ve bu devrede GND pinlerinin hiçbiri doğrudan COMMON’a bağlı değildir: iki çıkışın da ayarlanabilmesini sağlayan budur.
U2’nin GND pini, R1 (50 Ω) üzerinden COMMON’a bağlıdır. R3 iki çıkış arasına bağlıdır ve sürgüsü R2 (1 kΩ) üzerinden R1’e akım vererek GND pinini, onunla birlikte de −15 V çıkışını yukarı veya aşağı kaydırır. Sürgü iki uçtan birindeyken kayma yaklaşık olarak şöyledir:
ΔVGND ≈ ± VW (R1) / (R1 + R2) = ± 15 V × (50\,Ω) / (1050\,Ω) ≈ ± 0.71 VHer ikisi de 10 kΩ %1 olan R4 ve R5, +15 V ile −15 V arasında bir bölücü oluşturur. LM307 bölücünün orta noktasını (pin 2) COMMON (pin 3) ile karşılaştırır ve pin 6’dan U1’in GND pinini sürer. Pozitif hat çok yüksekse orta nokta 0 V’un üstüne çıkar, op-amp çıkışı düşer ve U1’i aynı miktarda aşağı çeker. Döngü, orta nokta 0 V olduğunda dengeye oturur:
V+ = -V- × (R4) / (R5)R4 = R5 olduğunda pozitif çıkış negatif çıkışın büyüklüğüne eşit olur; dolayısıyla R3 ayarı iki hattı birden belirler. TI, çıkışların ne kadar iyi eşleştiğini R4 ve R5’in toleransının belirlediğini belirtir. Op-amp çıkışı yalnızca LM7815’in kendi çıkışı (14,4 V ile 15,6 V arası) ile hedef arasındaki fark kadar kayar ve U1’in 8 mA’e kadar olan sükûnet akımını çekebilmelidir.
C1 ve C2 (her biri 25 µF) çıkışlardadır. TI, kararlılık için LM79xx çıkışında bir kondansatör ister: 1 µF katı tantal veya 25 µF alüminyum elektrolitik. D1 ve D2 (1N4001) normal çalışmada ters kutuplanmıştır; TI bunları amacını açıklamadan çizer. Bir çıkış COMMON’ı geçerek ters kutba çekilirse, örneğin hatlar arasında bir yük bağlıyken regülatörlerden biri diğerinden önce açılırsa, diyot iletime geçer ve o regülatördeki ters gerilimi yaklaşık bir diyot düşümüyle sınırlar.
C4 ve C5 yalnızca regülesiz kaynağın filtre kondansatörleri 3 inçten (yaklaşık 7,6 cm) uzaktaysa gerekir. LM7815 hat regülasyonu spesifikasyonu için en az 17,7 V’a ihtiyaç duyar ve en fazla 35 V’a dayanır; LM7915 hat regülasyonu testlerinde −17,5 V ile −30 V arasında belirtilmiştir ve −35 V’a dayanır. Her regülatör üzerinde düşen gerilimin yük akımıyla çarpımı kadar güç harcar:
PD = (VIN - VOUT) × IOUT = (20 V - 15 V) × 1 A = 5 WBu seviyede iki regülatörün de soğutucuya ihtiyacı vardır.
Op-amp R4/R5 orta noktasını 0 V’ta tutar; böylece pozitif hattı negatif hat ve direnç oranı belirler.
| Sembol | Parametre | Tipik değer |
|---|---|---|
| R4 | Üst bölücü direnci | 10kΩ |
| R5 | Alt bölücü direnci | 10kΩ |
| V − | Negatif çıkış | -15V |
| V + | Pozitif çıkış | 15V |
R3 sürgüsü iki uçtan birindeyken U2 toprak pininin, dolayısıyla −15 V çıkışının kayması. Regülatörün kendi toprak pini akımı ihmal edilmiştir.
| Sembol | Parametre | Tipik değer |
|---|---|---|
| VW | Hareket sonundaki sürgü gerilimi | 15V |
| R1 | İnce ayar referans direnci | 50Ω |
| R2 | İnce ayar besleme direnci | 1000Ω |
| Δ VGND | İnce ayar aralığı (hesaplanan) | 0.71V |
Her regülatördeki ısı; 20 V giriş örnek bir değerdir.
| Sembol | Parametre | Tipik değer |
|---|---|---|
| VIN | Giriş gerilimi büyüklüğü (örnek) | 20V |
| VOUT | Çıkış gerilimi büyüklüğü | 15V |
| IOUT | Yük akımı | 1A |
| PD | Harcanan güç (hesaplanan) | 5W |
Bu devreyi kurmak için gereken tüm parçalar. Şemada incelemek için bir referans tanımlayıcı seçin.
| Ref. | Bileşen | Değer | Kılıf | Devredeki rolü | Kaynak |
|---|---|---|---|---|---|
| Pozitif gerilim regülatörü TI şekil 8’de LM340T-15. LM7805 ile aynı TI veri sayfası (SNOSBT0L). | LM7815 | TO-220 | +15 V regülatörü | — | |
| Negatif gerilim regülatörü TI şekil 8’de LM7915CT. | LM7915 | TO-220 | −15 V regülatörü | — | |
| İşlemsel yükselteç | LM307 | DIP-8 | İzleme yükselteci | — | |
| Direnç | 50Ω | Axial / 0805 | İnce ayar referansı | — | |
| Direnç | 1kΩ | Axial / 0805 | İnce ayar beslemesi | — | |
| Trimpot | 5kΩ | Trimmer | Çıkışı −15,0 V’a ayarlama | — | |
| Hassas direnç | 10kΩ 1% | Axial / 0805 | İzleme bölücüsü | — | |
| Hassas direnç | 10kΩ 1% | Axial / 0805 | İzleme bölücüsü | — | |
| Alüminyum elektrolitik kondansatör En yakın yaygın değer 22 µF’tır. Anma gerilimi 15 V’un üzerinde. | 25µF | Radial | +15 V çıkışı | — | |
| Alüminyum elektrolitik kondansatör + ucu COMMON’a. LM79xx kararlılığı için gereklidir. | 25µF | Radial | −15 V çıkışı | — | |
| Alüminyum elektrolitik kondansatör Yalnızca filtre kondansatörleri 3 inçten uzaktaysa. Anma gerilimi +VIN’in üzerinde. | 25µF | Radial | +VIN dekuplajı | — | |
| Alüminyum elektrolitik kondansatör + ucu COMMON’a. Yalnızca filtre kondansatörleri 3 inçten uzaktaysa. | 25µF | Radial | −VIN dekuplajı | — | |
| Doğrultucu diyot Bir 1N4007 aynı şekilde çalışır; yalnızca ters gerilim anma değeri daha yüksektir. | 1N4001 | DO-41 | +15 V kenetleme | Doğrultucu diyot: pin yapısı ve veri sayfası | |
| Doğrultucu diyot Bir 1N4007 aynı şekilde çalışır; yalnızca ters gerilim anma değeri daha yüksektir. | 1N4001 | DO-41 | −15 V kenetleme | Doğrultucu diyot: pin yapısı ve veri sayfası |
Gerçek montajlarda karşılaşılan tuzaklar ve her birinin çözümü.
Tırnakların hiçbiri COMMON’da değildir. LM7915’in tırnağı girişidir (−VIN), LM7815’in tırnağı ise GND pinidir ve bu devrede op-amp çıkışıdır. İkisini yalıtımsız olarak tek bir metal soğutucuya veya topraklı bir kasaya vidalamak −VIN’i, op-amp çıkışını ve COMMON’ı birbirine kısa devre yapar.
Her regülatörü mika veya silikon ped ve yalıtkan burçla yalıtın ya da her birine ayrı, yalıtılmış bir soğutucu verin.
TO-220’de LM7815 pinleri INPUT, GND, OUTPUT sırasındadır, LM7915 pinleri ise GND, INPUT, OUTPUT. Pozitif regülatörün yerleşimini negatif regülatör için kopyalamak onun giriş ve toprağını yer değiştirir.
Lehimlemeden önce her parçayı kendi veri sayfasındaki bağlantı şemasıyla karşılaştırın (TI SNOSBT0L §5, TI SNOSBQ7C şekil 1).
Her regülatör (VIN − VOUT) · IOUT kadar güç harcar; 20 V’tan 1 A’de yaklaşık 5 W. Soğutucu olmadan regülatör, ısıl koruması çıkışı düşürene kadar ısınır.
Giriş gerilim payını küçük ama minimumun üzerinde tutun ve soğutucuyu gerçek yük akımına göre boyutlandırın.
Pozitif hat, negatif hattı R4 ve R5 üzerinden kopyalar. Aralarındaki %1’lik fark, hat büyüklükleri arasında yaklaşık %1 fark yaratır.
R4 ve R5 için %1 veya daha iyi dirençler, hatların çok yakın olması gerekiyorsa eşleştirilmiş çiftler kullanın.
Bu devreyi kurdunuz, simüle ettiniz veya incelediniz mi? Onaylayın ya da yanlış bir parça, değer veya bağlantıyı bildirin.
GitHub'da bu sayfanın önceden doldurulduğu herkese açık bir form açar; ücretsiz bir GitHub hesabı gerekir. Bildirimler ve onaylar nasıl işler
ST L7805CV, giriş/çıkış dekuplaj kondansatörleri, deşarj diyodu ve LED göstergesi kullanan nominal 9 V–5 V besleme devresi. Koşullu özellikler ve ısıl hesaplamalar içerir.
Minimum harici bileşenle 7V–40V DC kaynaktan 3A'e kadar sürekli yükte 5V regüle çıkış sağlayan 150 kHz yüksek verimli adım düşürücü anahtarlamalı regülatör.
TI LM317KCS kullanan, nominal girişi 12V olan ayarlanabilir DC gerilim devresi. Hesaplanan 9V'a kadar ayar noktaları önerilen 3V payı korur; kullanılabilir akım için yük ve termal bütçe değerlendirilmelidir.