ทรานซิสเตอร์ การออกกลางคันต่ำ แนวคิดวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่อธิบายไว้ในบทความต่อไปนี้สามารถใช้สำหรับการรับแรงดันเอาต์พุตที่เสถียรตั้งแต่ 3 V ขึ้นไปเช่น 5 V, 8 V, 9 V, 12 V เป็นต้นโดยมีค่ากลางต่ำมาก 0.1 V
ตัวอย่างเช่นหากคุณสร้างวงจร 5 V LDO ที่เสนอไว้มันจะยังคงสร้างเอาต์พุตที่คงที่ 5 V แม้ว่าอินพุตจะต่ำถึง 5.1 V ก็ตาม
ดีกว่าตัวควบคุม 78XX
สำหรับมาตรฐาน ตัวควบคุม 7805 เราพบว่าพวกเขาต้องการขั้นต่ำ 7 V เพื่อให้ได้เอาต์พุต 5 V ที่แม่นยำและอื่น ๆ หมายถึงระดับการออกกลางคันคือ 2 V ซึ่งดูสูงมากและไม่เป็นที่ต้องการสำหรับแอปพลิเคชันจำนวนมาก
แนวคิด LDO ที่อธิบายด้านล่างนี้ถือได้ว่าดีกว่าหน่วยงานกำกับดูแล 78XX ที่เป็นที่นิยมเช่น 7805, 7812 เป็นต้นเนื่องจากไม่ต้องการให้แหล่งจ่ายอินพุตสูงกว่าระดับเอาต์พุตที่ตั้งใจไว้ 2 V แต่สามารถทำงานกับเอาต์พุตภายใน 2% ของอินพุต
ในความเป็นจริงสำหรับตัวควบคุมเชิงเส้นทั้งหมดเช่น 78XX หรือ LM317, 338 ฯลฯ แหล่งจ่ายอินพุตจะต้องสูงกว่าเอาต์พุตที่เสถียรภายใน 2 ถึง 3 V
การออกแบบ 5 V Low-Dropout Regulator
หมายเหตุ: โปรดเพิ่มตัวต้านทาน 1K ระหว่าง Q1 BASE และ Q2 COLLECTOR
รูปด้านบนแสดงการออกกลางคันที่เรียบง่าย ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเสถียร 5 V การออกแบบที่จะทำให้คุณมีเสถียรภาพ 5 V ที่เหมาะสมแม้ว่าแหล่งจ่ายอินพุตจะลดลงเหลือน้อยกว่า 5.2 V.
การทำงานของตัวควบคุมนั้นง่ายมาก Q1 และ Q2 สร้างกำไรสูงอย่างง่าย common-emitter สวิตช์เปิด / ปิดซึ่งช่วยให้แรงดันไฟฟ้าผ่านจากอินพุตไปยังเอาต์พุตโดยมีการหยุดกลางคันต่ำ
Q3 ร่วมกับซีเนอร์ไดโอดและ R2 ทำงานเหมือนเครือข่ายป้อนกลับพื้นฐานซึ่งควบคุมเอาต์พุตให้มีค่าเทียบเท่ากับค่าซีเนอร์ไดโอด (โดยประมาณ)
นอกจากนี้ยังบอกเป็นนัยว่าโดย การเปลี่ยนแรงดันซีเนอร์ ค่าแรงดันไฟฟ้าขาออกสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามต้องการ นี่เป็นข้อดีเพิ่มเติมของการออกแบบเนื่องจากช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับแต่งได้แม้กระทั่งค่าเอาต์พุตที่ไม่ได้มาตรฐานซึ่งไม่สามารถใช้งานได้จาก IC 78XX คงที่
การออกแบบ 12 V Low-Dropout Regulator
หมายเหตุ: โปรดเพิ่มตัวต้านทาน 1K ระหว่าง Q1 BASE และ Q2 COLLECTOR
ตามที่อธิบายไว้ในหัวข้อก่อนหน้านี้การเปลี่ยนค่าซีเนอร์เพียงแค่เปลี่ยนเอาต์พุตเป็นระดับความเสถียรที่ต้องการ ในวงจร LDO 12 v ด้านบนเราได้เปลี่ยน ซีเนอร์ไดโอด ด้วยไดโอดซีเนอร์ 12 V เพื่อให้ได้เอาต์พุตที่มีการควบคุม 12 V ผ่านอินพุต 12.3 V ถึง 20 V.
ข้อมูลจำเพาะปัจจุบัน
เอาต์พุตปัจจุบันจากสิ่งเหล่านี้ การออกแบบ LDO จะขึ้นอยู่กับค่าของ R1 และความสามารถในการจัดการปัจจุบันของ Q1, Q2 ค่าที่ระบุของ R1 จะอนุญาตให้ได้สูงสุด 200 mA ซึ่งสามารถเพิ่มเป็นแอมป์ที่สูงขึ้นได้โดยการลดค่า R1 ให้เหมาะสม
เพื่อให้แน่ใจว่ามีประสิทธิภาพสูงสุดตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ระบุ Q1 และ Q2 ด้วย hFE สูง อย่างน้อย 50 นอกจากนี้หากใช้ทรานซิสเตอร์ Q1 แล้ว Q2 จะต้องเป็นทรานซิสเตอร์กำลังด้วยเช่นกันเนื่องจากอาจร้อนขึ้นเล็กน้อยในกระบวนการ
การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร
ข้อเสียเปรียบอย่างหนึ่งของวงจรลดลงต่ำที่อธิบายไว้คือการขาด ป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร ซึ่งโดยปกติเป็นคุณสมบัติมาตรฐานในตัวในหน่วยงานกำกับดูแลคงที่ปกติส่วนใหญ่
อย่างไรก็ตามคุณสมบัตินี้สามารถเพิ่มได้โดยรวมระยะการ จำกัด ปัจจุบันโดยใช้ Q4 และ Rx ดังที่แสดงด้านล่าง:
หมายเหตุ: โปรดเพิ่มตัวต้านทาน 1K ระหว่าง Q1 BASE และ Q2 COLLECTOR
เมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเกินขีด จำกัด ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าแรงดันตกคร่อม Rx จะสูงเพียงพอที่จะเปิด Q4 ซึ่งจะเริ่มต่อสายดินของฐาน Q2 สิ่งนี้ทำให้การนำ Q1, Q2 ถูก จำกัด อย่างมากและแรงดันไฟฟ้าขาออกจะปิดลงจนกว่ากระแสไฟจะกลับคืนสู่ระดับปกติ
Low-Drop Transistor Regulator พร้อม Soft Start
ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ากำลังสูงที่ใช้ทรานซิสเตอร์เพียงไม่กี่ตัวมีคุณสมบัติที่ดีกว่าตัวควบคุมหลายตัวที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ตัวแปร emitter-follower .
วงจรได้รับการทดลองในรูปแบบ เครื่องขยายเสียงสเตอริโอ 30 วัตต์ ที่ต้องการอุปทานที่มีการควบคุมสูงอย่างเคร่งครัดและยังมีแรงดันไฟฟ้าขาออกซึ่งสามารถไต่ขึ้นอย่างช้าๆและค่อยๆผ่านศูนย์โวลต์ไปยังค่าสูงสุดเมื่อใดก็ตามที่วงจรเริ่มทำงาน
นี้ เริ่มต้นอย่างนุ่มนวล แผน (ประมาณ 2 วินาที) สำหรับเพาเวอร์แอมป์ช่วยให้ตัวเก็บประจุเอาท์พุท 2000 uF ชาร์จโดยไม่เรียกกระแสสะสมภายในทรานซิสเตอร์เอาต์พุตมากเกินไป
อิมพีแดนซ์เอาต์พุตของตัวควบคุมปกติคือ 0.1 โอห์ม พบแรงดันไฟฟ้าขาออกโดยการแก้สมการโดย:
VO = VZ - VBE1
เวลาที่เพิ่มขึ้นของแรงดันขาออกได้รับการประเมินโดยการคำนวณผ่านสูตร:
T = RB.C1 (1 -Vz / V)
อุปกรณ์ดิจิทัลจำนวนมากเรียกร้องให้มีการเปิดสวิตช์ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าสำหรับแหล่งจ่ายไฟ ด้วยการสร้างค่า RB / C1 ที่เหมาะสมเวลาเพิ่มขึ้นของเอาต์พุตของวงจรอาจได้รับการแก้ไขเพื่อส่งมอบลำดับหรือช่วงเวลาหน่วงนี้
คู่ของ: วงจรแปลง 110 V ถึง 310 V ถัดไป: วงจรขยายเสียงขนาดเล็ก
