Kako naredite preprost regulator napetosti?
Razumevanje osnov
* Zener Diode: Posebna vrsta diode, ki vodi tok v obratni pristranskosti, kar zagotavlja stabilno napetost čez njene sponke.
* Ureditev napetosti: Proces vzdrževanja konstantne izhodne napetosti kljub spremembam vhodne napetosti ali toka obremenitve.
* Preprost regulator: To vezje ponuja osnovno regulacijo napetosti, primerno za majhne aplikacije.
Shema vezja:
`` `
+-----+
| |
Vin ---- | Z | -----+---- vout
| | |
+-----+----- |
|
R
|
Gnd
`` `
Komponente:
* Zener Diode (ZD): Izberite diodo z zenersko napetostjo (VZ), ki je enaka želeni izhodni napetosti. Skupne zenerjeve napetosti so 5.1V, 9,1V, 12V itd.
* upor (r): Vrednost upora določa tok, ki teče skozi diodo in izhodno napetost.
* vhodna napetost (Vin): Za zagotovitev delovanja mora biti to višja od napetosti Zenerjeve napetosti (VZ).
* izhodna napetost (vout): To bo približno enako napetosti Zener (VZ).
Kako deluje:
1. Povratna pristranskost: Zener dioda je povezana z obratno pristranskostjo.
2. Razčlenitvena napetost: Ko vhodna napetost (VIN) preseže napetost Zenerjeve napetosti (VZ), dioda vstopi v njegovo razčlenjeno območje.
3. Konstantna napetost: V razpadu zener dioda vzdržuje skoraj konstantno napetost čez svoje terminale, ne glede na nihanje Vin.
4. Omejevanje toka: Upor (R) omejuje tok, ki teče skozi diodo in preprečuje poškodbe.
5. Izhodna napetost: Izhodna napetost (vout) je v bistvu enaka napetosti Zener (VZ).
Izračun:
* Vrednost upora (r): Če želite izračunati vrednost upora, morate vedeti tok, ki teče skozi zenersko diodo (IZ).
* iz =(VIN - VZ) / R
* Za iskanje priporočenega trenutnega območja (IZ) lahko uporabite podatkovni list za svojo zener diodo.
Primer:
Recimo, da želite uravnati 12V vhodno napetost na 5V izhod:
1. Zener dioda: Izberite 5.1V Zener dioda.
2. tok: Iz podatkovnega lista recimo, da je priporočeni zener tok 10mA.
3. upor: R =(12V - 5,1V) / 0,01a =690 ohmov. Uporabite upor 680 ohm, saj gre za standardno vrednost.
Pomembne opombe:
* Razprševanje moči: Zener dioda bo razpršila moč. Preverite podatkovni list za največjo oceno moči, da zagotovite, da ni presežena.
* Nalaganje toka: Tokokrog lahko upravlja le z omejenim tokom obremenitve. Če je tok obremenitve previsok, se izhodna napetost pade.
* Točnost: To preprosto vezje ni zelo natančno, izhodna napetost pa se bo nekoliko razlikovala glede na spremembe toka obremenitve.
Omejitve:
* Omejena obremenitev: To vezje ne more obvladati težkih obremenitev (visokih tokov).
* SPOMENTAVNA NAPAKA: Čez upor bo nekaj padca napetosti, kar bo zmanjšalo skupno učinkovitost.
* Omejen vhodni razpon: Vhodna napetost mora biti dovolj višja od napetosti zenerja.
Alternativne metode:
Za natančnejšo in učinkovito regulacijo napetosti upoštevajte:
* Linearni regulatorji: ICS, kot je LM7805, zagotavljajo stabilne izhodne napetosti z nižjimi padci napetosti.
* Preklopni regulatorji: Ta vezja so zelo učinkovita za uravnavanje napetosti z manj izgube energije.
Sporočite mi, če se želite poglobiti v katero koli od teh možnosti ali želite podrobnejši primer, kako izračunati vrednosti upora!