اصول رگولاتورهای خطی ولتاژ

اختصاصی از سورنا فایل اصول رگولاتورهای خطی ولتاژ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود مقاله اصول رگولاتورهای خطی ولتاژ

نوع فایل : Word 

تعداد صفحات : 52

*همراه با دیاگرام های مربوطه*

فهرست محتوا

چکیده
این مقاله درباره عملکرد رگولاتورهای خطی ولتاژ می‌باشد. متداول‌ترین روش‌های رگولاسیون مطرح خواهند شد. در قسمت رگولاتورهای خطی، انواع استاندارد، LDO و نیمه LDO به همراه مثالهای مداری ، تشریح خواهند شد. البته رگولاتورهای سویچینگ دارای انواع کاهشی، کاهشی – افزایشی ، افزایشی و بازگشتی نیز وجود دارند. همچنین مثالهایی از کاربردهای عملی با استفاده از این رگولاتورها ارائه می‌شود.
مقدمه
رگولاتور خطی بلوک ساختاری اساسی تقریبا هر منبع تغذیه الکترونیکی می‌باشد. استفاده از IC رگولاتور خطی آسان است و بطور کامل حفاظت شده (fool proof) می‌باشد و آنقدر ارزان است که معمولا یکی از ارزان‌ترین اجزای یک سیستم الکترونیکی می‌باشد. این مقاله اطلاعاتی برای درک عمیق‌تر عملکرد رگولاتور خطی ارائه می‌دهد و کمک می‌کند تا کاربردها و مشخصه‌های رگولاتور به خوبی معلوم گردد. تعدادی مدار واقعی از رگولاتورهای تجاری که در حال حاضر موجودند، ارائه می‌شود.
محصولات جدید در حوزه تنظیم کننده‌های LDO واقع شده اند که در بسیاری از کاربردها، مزایای بیشتری نسبت به رگولاتورهای استاندارد ارائه می‌دهند. ..
عملکرد رگولاتورهای خطی ولتاژ
مقدمه
هر مدار الکترونیکی نیاز به ولتاژ تغذیه‌ای دارد که معمولا ثابت فرض می‌شود. یک رگولاتور ولتاژ، این ولتاژ خروجی dc ثابت را فراهم می‌کند و شامل مجموعه‌ مداراتی است که بطور مداوم ولتاژ خروجی را بدون توجه به تغییرات جریان بار یا ولتاژ ورودی، در مقدار طراحی، ثابت نگه می‌دارد(فرض بر این است که جریان بار و ولتاژ ورودی در محدوده عملکرد تعیین شده برای قطعه می‌باشند). ..
رگولاتور ولتاژ خطی پایه
شکل 1ـ دیاگرام عملکرد رگولاتور خطی
عملکرد حلقه کنترلی
شکل 2ـ دیاگرام یک رگولاتور خطی واقعی
انواع رگولاتورهای خطی (LDO ، استاندارد و نیمه LDO)
رگولاتور (NPN) استاندارد
شکل 3ـ رگولاتور (NPN) استاندارد
رگولاتور Low – Dropout (LDO)
شکل 4ـ رگولاتور LDO
رگولاتور نیمه LDO
شکل 5ـ رگولاتور نیمه LDO
خلاصه
مقایسه‌ای بین سه نوع رگولاتور در شکل 6 نشان داده شده است.
شکل 6ـ مقایسه انواع رگولاتورهای خطی
رگولاتور استاندارد برای کاربردهای توان AC بهترین است که هزینه پایین و جریان بار زیادش آنرا به انتخاب ایده‌آل تبدیل می‌کند. در کاربردهای توان AC ، ولتاژ روی رگولاتور معمولا حداقل 3 ولت است، پس ولتاژ dropout بحرانی نخواهد بود. بطور جالب توجهی ، در این نوع کاربرد (که در آن افت ولتاژ در رگولاتور بیشتر از 3 ولت است). رگولاتورهای استاندارد نسبت به انواع LDO واقعا موثرترند (زیرا این رگولاتورها طبق جریان پایه زمین‌شان ، تلفات توان داخلی بسیار کمتری دارند). رگولاتورهای LDO برای کاربردهای باتوان باتری مناسب‌ترند، زیرا ولتاژ dropout پایین تر آنها با کاهش تعداد سلول‌های باتری مورد نیاز برای تهیه ولتاژ خروجی رگوله شده مستقیما باعث صرفه‌جویی در هزینه می‌شود. اگر تفاضل ولتاژ ورودی‌ - خروجی پایین باشد (مثلا 1 تا 2 ولت)، LDO از استاندارد موثرتر است. زیرا حاصل ضرب جریان بار در این تفاضل به تلفات توان کمتری منجر می‌شود... 
انتخاب بهترین رگولاتور برای کاربرد مورد نظر
حداکثر جریان بار
منبع ولتاژ ورودی (باتری یا AC)
باتری :
AC:
دقت ولتاژ خروجی(تلرانس)
جریان خاموشی
ویژگیهای خاص
محافظت در برابر تخلیه بار:
محافظت در برابر ولتاژ ورودی معکوس:
پرچم خطا
مدارهای محافظی که داخل IC های رگولاتور خطی ساخته شده‌اند
شبکه زنجیره ای فرمان
قطع کننده دمایی
شکل 7ـ قطع کردن دمایی
عملکرد مدار :
محدود کننده جریان
محدود کننده جریان ثابت
شکل 8ـ مدار محدود کننده جریان ثابت
عملکرد مدار:
محدود کننده جریان مستقل از ولتاژ (اتصال کوتاه)
شکل 9ـ منحنی‌های SOA برای ترانزیستور 3A/60V NPN
محدود کردن جریان درمقابل محدود کردن اتصال کوتاه
شکل 10ـ مدار تست کننده محدودیت جریان
شکل 11ـ مثال محدود کننده جریان اتصال کوتاه
شکل 12ـ خط بار مقاومتی برای LM317
نکات کاربردی در رگولاتورهای خطی
خازن خروجی موثر در پایداری حلقه رگولاتور
ظرفیت‌های خازنی ناخواسته
پاسخ حلقه رگولاتور
شکل 14ـ نمودار بهره حلقه
وابستگی دمایی ESR
شکل 15ـ منحنی ESR الکترولیت آلومینیومی برحسب دما
رگولاسیون بار
رگولاتور با خروجی ثابت
شکل 16ـ آثار رگولاسیون بار ناشی از افت ولتاژ سیم‌ها
رگولاتور با خروجی قابل تنظیم
رگولاتورهای سه پایانه‌ای
شکل 17ـ آثار رگولاسیون بار با استفاده از رگولاتور LM317
رگولاتور با چندین پایه
شکل 18ـ حذف آثار رگولاسیون بار در رگولاتور LP2951
Carrot در جریان پایه زمین رگولاتور LDO
شکل 19ـ رگولاتور LDO دارای carrot
مدارهای کاربردی
مقدمه
مدارهای کاربردی با تکیه بر ویژگیهای مفید رگولاتورهای LDO جدید، معرفی خواهند شد. ..
اضافه کردن ویژگی Shut down خارجی به یک رگولاتور 5 ولتی
شکل 20ـ رگولاتور 5 ولتی دقیق با shutdown توان پایین
پرچم های باتری ضعیف و خروجی کم رگولاتور 5 ولتی
شکل 21ـ رگولاتور 5 ولتی با پرچم هشدار باتری ضعیف
شکل 22 یک رگولاتور LP2953 (250 میلی‌آمپری، خروجی قابل تنظیم)
عملکرد مدار:
شکل 23ـ دیاگرام زمان‌بندی روشن و خاموش شدن سریع
رگولاتورهای LDO منفی
شکل 24ـ رگولاتور LDO با خروجی منفی LM2991

نکات فنی و عملی کار با رگولاتورهای خطی و طراحی مدار

اختصاصی از سورنا فایل نکات فنی و عملی کار با رگولاتورهای خطی و طراحی مدار دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

برای اینکه بتوانیم هر رگولاتور خطی را به‌درستی انتخاب و طراحی کنیم، لازم است تا به مستندات ارائه شده در این بخش مسلط باشیم. خواننده با مطالعه این بخش می­تواند رگولاتور مناسب را انتخاب نماید. مستندات مورد نیاز برای رگولاتور در سه دسته کلی آشنایی با عملکرد رگولاتور و انواع آن‌ها از لحاظ عملکردی، ملاحظات حرارتی رگولاتور و المان‌های پایدارسازی آن تقسیم می‌شوند. ابتدا مفهوم رگولاتور خطی بیان می‌شود و در ادامه پارامترهای مهم و مفهوم آن پارامترها مورد بررسی قرار می‌گیرد.

مقاله در مورد رگولاتورهای سوئیچینگ

اختصاصی از سورنا فایل مقاله در مورد رگولاتورهای سوئیچینگ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحه14

مقدمه :

با پیشرفت الکترونیک و ایجاد حوزه های تخصصی ، نیاز به قطعات الکترونیکی و سریع بیشتر و بیشتر شد و رگولاتورها هم ، چون به عنوان منابع تأمین انرژی و توان دستگاهها و وسایل دیگر استفاده می شدند از اهمیت خاصی برخوردار شدند .

در حدود 35 سال قبل با پیشرفتی که در زمینه منابع تغذیه صورت گرفت ، رگولاتورهای سوئیچینگ پا به عرصه وجود گذاشتند و به تدریج جهت روبرو شدن با نیازهای مختلف تکامل یافتند که امروزه اینگونه منابع پیشرفت بسزایی را در صنعت الکترونیک داشته اند .

در پروژه حاضر سعی شده که انواع رگولاتورهای سوئیچینگ و مختصری درباره ی روش کاری آنها و بررسی و تفصیل رگولاتور نوع Buck (Step-down) بپردازیم .

در فصل اول از پروژه حاضر ، ابتدا توضیح مختصری درباره رگولاتورهای خطی ، مزایا و معایب آنها آورده شده است و سپس مزایا و معایب رگولاتورهای سوئیچینگ را بررسی کرده ایم و در پایان فصل نیز دو نوع کلی رگولاتور سوئیچینگ را توضیح داده ایم .

در فصل دوم عوامل مؤثر در انتخاب آرایش مناسب و همچنین انواع رگولاتورها از لحاظ ، با و بدون ترانسفورماتور بیان شده و در پایان نیز رگولاتور نوع Buck را به طور مفصل تحلیل کرده ایم .

در فصل سوم ، به تفصیل و تحلیل و روش های محاسبه ی اجزاء تشکیل دهنده رگولاتور پرداخته ایم و در فصل چهارم نیز نکاتی از قبیل رگولاسیون بار و خط و همچنین حفاظت بار در برابر تغذیه و خودش را مورد بررسی قرار داده ایم و در پایان ، در فصل پنجم طرح کلی خود را بر اساس تراشه LM3524D و نتایج و پیشنهادات خود را در مورد نحوه ی طراحی این رگولاتور بیان  نموده ایم .

دانلود مقاله اصول رگولاتورهای خطی ولتاژ

اختصاصی از سورنا فایل دانلود مقاله اصول رگولاتورهای خطی ولتاژ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تعداد صفحات : 56 صفحه        -      

قالب بندی :  word        

چکیده

این مقاله درباره عملکرد رگولاتورهای خطی ولتاژ می‌باشد. متداول‌ترین روش‌های رگولاسیون مطرح خواهند شد. در قسمت رگولاتورهای خطی، انواع استاندارد، LDO  و نیمه LDO به همراه مثالهای مداری ، تشریح خواهند شد. البته رگولاتورهای سویچینگ دارای انواع کاهشی، کاهشی – افزایشی ، افزایشی و بازگشتی نیز وجود دارند. همچنین مثالهایی از کاربردهای عملی با استفاده از این رگولاتورها ارائه می‌شود.

مقدمه

رگولاتور خطی بلوک ساختاری اساسی تقریبا هر منبع تغذیه الکترونیکی می‌باشد. استفاده از IC  رگولاتور خطی آسان است و بطور کامل حفاظت شده (fool proof)  می‌باشد و آنقدر ارزان است که معمولا یکی از ارزان‌ترین اجزای یک سیستم الکترونیکی می‌باشد. این مقاله اطلاعاتی برای درک عمیق‌تر عملکرد رگولاتور خطی ارائه می‌دهد و کمک می‌کند تا کاربردها و مشخصه‌های رگولاتور به خوبی معلوم گردد. تعدادی مدار واقعی از رگولاتورهای تجاری که در حال حاضر موجودند، ارائه می‌شود.

محصولات جدید در حوزه تنظیم کننده‌های LDO واقع شده اند که در بسیاری از کاربردها، مزایای بیشتری نسبت به رگولاتورهای استاندارد ارائه می‌دهند.

عملکرد رگولاتورهای خطی ولتاژ

مقدمه

هر مدار الکترونیکی نیاز به ولتاژ تغذیه‌ای دارد که معمولا ثابت فرض می‌شود.  یک رگولاتور ولتاژ، این ولتاژ خروجی dc ثابت را فراهم می‌کند و شامل مجموعه‌ مداراتی است که بطور مداوم ولتاژ خروجی را بدون توجه به تغییرات جریان بار یا ولتاژ ورودی، در مقدار طراحی، ثابت نگه می‌دارد(فرض بر این است که جریان بار و ولتاژ ورودی در محدوده عملکرد تعیین شده برای قطعه می‌باشند).

رگولاتور ولتاژ خطی پایه

یک رگولاتور خطی به کمک یک منبع جریان کنترل شده با ولتاژ، ولتاژ معین و ثابتی را در پایانه خروجی‌اش ایجاد می‌کند.

مجموعه مدارات کنترلی باید ولتاژ خروجی را حس کند و منبع جریان را( به میزانی که مورد نیاز بار است) برای نگه داشتن ولتاژ خروجی در میزان مطلوب تنظیم نماید. محدودیت طراحی منبع جریان، حداکثر جریان باری را که رگولاتور می‌دهد، در حالی که همچنان به صورت رگوله باشد، معین می‌کند. ولتاژ خروجی با یک حلقه فیدبک که به نوعی جبران سازی برای حصول اطمینان از پایداری حلقه نیاز دارد، کنترل می‌شود. بیشتر رگولاتورهای خطی دارای جبران سازی داخلی هستند و بدون نیاز به به اجزای خارجی، کاملا پایدار می‌باشند. برخی رگولاتورها( مانند انواع LDO ) ، به مقداری ظرفیت خازنی خارجی که از خروجی به زمین وصل شده است، برای حصول اطمینان از پایداری تنظیم کننده احتیاج دارند. مشخصه دیگر هر رگولاتور خطی این است که برای اصلاح ولتاژ خروجی بعد از تغییر در جریان بار، به مقدار محدودی زمان نیاز دارد. این تاخیر زمانی بیانگر مشخصه پاسخ زودگذر است که نشان می‌دهد یک رگولاتور بعد از تغییر بار با چه سرعتی می تواند به شریط حالت پایدار بازگردد.

عملکرد حلقه کنترلی

عملکرد حلقه کنترلی در یک رگولاتور خطی واقعی با استفاده از دیاگرام مختصر شده شکل 2 توضیح داده خواهد شد. (وظیفه حلقه کنترلی در همه انواع رگولاتورهای خطی ، یکسان است).

قطعه عبوری Q1 در این رگولاتور از یک زوج دارلینگتون NPN که بوسیله یک ترانزیستور PNP راه‌اندازی می‌شود، تشکیل شده است (این topology یک رگولاتور استاندارد است) .جریان خارج شده از امیتر ترانزیستور عبوری (که همان جریان بار IL می‌باشد) بوسیله QQ2  و تقویت کننده خطای ولتاژ کنترل می‌شود. جریان عبوری از مقسم مقاومتی R2,R1 در مقایسه با جریان بار، ناچیز است. حلقه فیدبکی که ولتاژ خروجی را کنترل می‌کند با استفاده از R2,R1 برای حس کردن ولتاژ خروجی و اعمال این ولتاژ به ورودی معکوس کننده تقویت کننده خطای ولتاژ، ایجاد می‌گردد. ورودی غیر معکوس کننده به ولتاژ مرجع وصل است که به این معنی است که تقویت کننده خطا بطور دائم ولتاژ خروجی‌اش را (و همچنین جریان را از طریقQ1) طوری تنظیم  می‌کند که ولتاژهای دو سر ورودی‌اش ، برابر گردد. عملکرد حلقه فیدبک بطور مداوم خروجی را در یک مقدار معین که ضریبی از ولتاژ مرجع است (که بوسیله R2,R1  تنظیم می‌شود)، بدون توجه به تغییرات جریان بار، ثابت نگه می‌دارد. باید توجه داشت که یک افزایش یا کاهش ناگهانی در جریان بار (یا یک تغییر پله‌ای در مقاومت بار) باعث می‌شود ولتاژ خروجی آنقدر تغییر کند تا حلقه بتواند آنرا تصیح کند و در یک سطح جدید تثبیت گردد(که به این، پاسخ زودگذر گفته می‌شود). تغییر ولتاژ خروجی بوسیله R2,R1 حس می‌شود و به صورت یک سیگنال خطا در ورودی تقویت کننده خطا ظاهر می‌گردد و باعث می‌شود تا جریان از طریق Q1 تصحیح گردد.

انواع رگولاتورهای خطی (LDO ، استاندارد و نیمه LDO)

سه نوع اساسی از رگولاتورهای خطی شرح داده می‌شود : رگولاتور استاندارد (شامل دارلینگتونNPN ) ، Low-Dropout یا رگولاتور LDO  و رگولاتور نیمه LDO .

مهمترین تفاوت این سه نوع رگولاتور ، ولتاژ dropout می‌باشد که کمترین افت ولتاژی است که برای حفظ رگولاسیون ولتاژ خروجی مورد نیاز است. نکته مهمی که باید در نظر گرفت این است که رگولاتور خطی با کوچکترین ولتاژی کار کند که کمترین تلفات توان داخلی وبیشترین راندمان را داشته باشد. رگولاتور LDO به کمترین مقدار ولتاژ نیاز دارد، در حالی که رگولاتور استاندارد به بیشترین مقدار ولتاژ احتیاج دارد. تفاوت مهم دیگر رگولاتورها ، جریان پایه زمین است که رگولاتور در زمان تحریک یا به راه اندختن جریان بار مشخص شده‌اش به آن نیاز دارد. رگولاتور استاندارد کمترین جریان پایه زمین را دارد ، در حالی که نوع LDO به طور کلی بالاترین جریان را دارد (این تفاوتها در بخش‌های بعدی شرح داده خواهد شد). جریان افزایش‌یافته پایه زمین ، نامطلوب است زیرا یک جریان هدر رفته می‌باشد. به این دلیل که باید منبع آنرا تامین کند ولی به بار داده نمی‌شود.