แหล่งจ่ายไฟที่ได้รับที่ปลายโหลดหรือปลายผู้บริโภคมีความผันผวนของระดับแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากโหลดที่ผิดปกติหรือตามสภาพของโครงข่ายไฟฟ้าในพื้นที่ ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้อาจนำไปสู่การลดอายุการใช้งานของเครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ของผู้บริโภคหรือความเสียหายต่อโหลด ดังนั้นจึงจำเป็นต้อง ป้องกันโหลดจากแรงดันไฟฟ้าเกินและต่ำ หรือจำเป็นต้องให้แรงดันไฟฟ้าคงที่สำหรับโหลดและเพื่อบำรุงรักษา เสถียรภาพในระบบแรงดันไฟฟ้า โดยใช้เทคนิคการควบคุม การควบคุมแรงดันไฟฟ้าสามารถกำหนดได้ว่าเป็นการรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่หรือการรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าของระบบภายในขอบเขตที่ยอมรับได้ในสภาวะโหลดที่หลากหลายดังนั้นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าจึงใช้สำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้า สำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นและใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 ที่ปรับเปลี่ยนได้เป็นครั้งคราวในกรณีที่แรงดันไฟฟ้าที่ไม่ได้มาตรฐานมีไว้
Voltage Regulator คืออะไร?
การควบคุมแรงดันไฟฟ้าใน ระบบจ่ายไฟ สามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่าตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ามีหลายประเภทเช่นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าคงที่และตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบแปรผัน สิ่งเหล่านี้แบ่งออกเป็นหลายประเภทอีกครั้งเช่นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์เครื่องกลไฟฟ้าตัวควบคุม, ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ, ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น, ตัวควบคุมการสลับ, ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317, ตัวควบคุมแบบไฮบริด, ตัวควบคุม SCR และอื่น ๆ
ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
LM317 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
LM317 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นเชิงบวกชนิดหนึ่งที่ใช้สำหรับควบคุมแรงดันไฟฟ้าซึ่งคิดค้นโดย Robert C. Dobkin และ Robert J. และใช้งานง่ายเนื่องจากในการตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตต้องใช้ตัวต้านทานภายนอกเพียงสองตัวในวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการควบคุมในท้องถิ่นและในบัตร หากเราเชื่อมต่อ ตัวต้านทานคงที่ ระหว่างเอาต์พุตและการปรับตัวควบคุม LM317 จากนั้นวงจร LM317 สามารถใช้เป็นตัวควบคุมกระแสไฟฟ้าที่มีความแม่นยำได้
LM317 วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า
ขั้วทั้งสามคือขาอินพุตขาขาออกและขาปรับ วงจร LM317 แสดงในรูปด้านล่างคือ tยการกำหนดค่า pical ของแผนภาพวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 รวมถึงตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน วงจร LM317 นี้สามารถให้ตัวแปรได้ แหล่งจ่ายไฟ DC ด้วยเอาต์พุต 1A และสามารถปรับได้ถึง 30V วงจรประกอบด้วยตัวต้านทานด้านต่ำและตัวต้านทานด้านสูงที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมสร้างตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าตัวต้านทานซึ่งเป็นวงจรเชิงเส้นแบบพาสซีฟที่ใช้ในการผลิตแรงดันไฟฟ้าขาออกซึ่งเป็นเศษส่วนของแรงดันไฟฟ้าขาเข้า
ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนใช้สำหรับการแยกส่วนหรือเพื่อป้องกันการมีเพศสัมพันธ์ที่ไม่ต้องการของส่วนหนึ่งของวงจรไฟฟ้าจากส่วนอื่น เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบของสัญญาณรบกวนที่เกิดจากองค์ประกอบของวงจรบางส่วนที่มีต่อองค์ประกอบที่เหลือของวงจร ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน ในวงจรใช้สำหรับระบุสัญญาณรบกวนอินพุตและเอาต์พุตชั่วคราว แผงระบายความร้อนใช้กับวงจรเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ส่วนประกอบร้อนเกินไปเนื่องจากการกระจายพลังงานมากขึ้น
LM317 วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า
คุณสมบัติ
มีคุณสมบัติพิเศษบางประการของตัวควบคุม LM317 และมีดังนี้:
- มีความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้าเกิน 1.5A ดังนั้นจึงถือว่าเป็นเครื่องขยายเสียงที่ใช้งานได้จริงโดยมีแรงดันเอาต์พุตตั้งแต่ 1.2V ถึง 37V
- วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 ภายในประกอบด้วย การป้องกันความร้อนเกินพิกัด และกระแสไฟฟ้าลัดวงจร จำกัด ค่าคงที่ด้วยอุณหภูมิ
- มีให้เลือกสองแพ็คเกจคือแพ็คเกจทรานซิสเตอร์ 3-Lead และที่ยึดพื้นผิว D2PAK-3
- สามารถกำจัดแรงดันไฟฟ้าคงที่จำนวนมากได้
การทำงานของวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317
ตัวควบคุม LM317 สามารถให้กระแสเอาต์พุตส่วนเกินและด้วยความจุนี้จึงถือว่าเป็นแนวความคิด เครื่องขยายเสียงที่ใช้งานได้ . พินปรับเป็นอินพุทกลับด้านของแอมพลิฟายเออร์และเพื่อสร้างแรงดันอ้างอิงที่เสถียรที่ 1.25V แรงดันอ้างอิงแบนด์แก็ปภายในจะใช้เพื่อตั้งค่าอินพุตที่ไม่กลับด้าน
แรงดันขาออกสามารถปรับได้อย่างต่อเนื่องเป็นจำนวนคงที่โดยใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าตัวต้านทานระหว่างเอาท์พุตและกราวด์ซึ่งจะกำหนดค่าแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้งานเป็นแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้าน
แรงดันอ้างอิง bandgap ใช้เพื่อสร้างแรงดันเอาต์พุตคงที่โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของกำลังจ่าย เรียกอีกอย่างว่าแรงดันอ้างอิงที่ไม่ขึ้นกับอุณหภูมิที่ใช้บ่อยในวงจรรวม
แรงดันไฟฟ้าขาออก (ตามหลักการ) ของวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317
Vout = Vref * (1+ (RL / RH))
มีการเพิ่มเงื่อนไขข้อผิดพลาดเนื่องจากกระแสไฟฟ้านิ่งบางส่วนไหลจากขาปรับของอุปกรณ์
Vout = Vref * (1+ (RL / RH)) + IQR
เพื่อให้ได้เอาต์พุตที่มีเสถียรภาพมากขึ้นแผนภาพวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้กระแสไฟฟ้านิ่งน้อยกว่าหรือเท่ากับ 100 ไมโครแอมป์ ดังนั้นในทางปฏิบัติทั้งหมดข้อผิดพลาดนี้สามารถถูกละเว้นได้
ถ้าเราเปลี่ยนตัวต้านทานด้านต่ำของตัวแบ่งจากแผนภาพวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 ด้วยโหลดการกำหนดค่าผลลัพธ์ของตัวควบคุม LM317 จะควบคุมกระแสให้เป็นโหลด ดังนั้นวงจร LM317 นี้สามารถถือว่าเป็นวงจรควบคุมกระแส LM317
LM317 Regulator ปัจจุบัน
กระแสไฟขาออกคือแรงดันตกของแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงในความต้านทาน RH และกำหนดเป็น
กระแสไฟขาออกในกรณีที่เหมาะคือ
Iout= Vref / RH
เมื่อพิจารณาถึงกระแสไฟฟ้าที่หยุดนิ่งกระแสเอาต์พุตจะได้รับเป็น
Iout= (Vref / RH) + IQ
ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น LM317 และ LM337 มักใช้ใน ตัวแปลง DC-DC แอปพลิเคชัน ตัวควบคุมเชิงเส้นจะดึงกระแสมากตามธรรมชาติเมื่อจ่าย กำลังไฟฟ้าที่เกิดจากการคูณของกระแสไฟฟ้านี้ด้วยความต่างศักย์ระหว่างอินพุตและเอาต์พุตจะถูกกระจายไปและสูญเสียไปโดยเปล่าประโยชน์เป็นความร้อน
ด้วยเหตุนี้ความร้อนจึงจำเป็นต้องได้รับการพิจารณาสำหรับการออกแบบที่สำคัญและนำไปสู่การขาดประสิทธิภาพ หากความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นพลังงานที่สูญเสียไปจะเพิ่มขึ้นและบางครั้งพลังงานของเสียที่กระจายไปนี้จะมากกว่าพลังงานที่ให้มา
แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่มีนัยสำคัญ แต่เนื่องจากตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นที่มีส่วนประกอบเพิ่มเติมบางส่วนเป็นวิธีง่ายๆในการรับแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรดังนั้นเราจึงต้องยอมรับการแลกเปลี่ยนนี้ ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบสวิตชิ่งเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับตัวควบคุมเชิงเส้นเหล่านี้เนื่องจากตัวควบคุมการสลับเหล่านี้มักมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่พวกเขาต้องการส่วนประกอบจำนวนมากในการออกแบบจึงต้องการพื้นที่มากขึ้น
หวังว่าบทความนี้จะให้ข้อมูลสั้น ๆ เกี่ยวกับวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM317 พร้อมการทำงาน นอกจากนี้สำหรับคำชี้แจงใด ๆ เกี่ยวกับ ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและการใช้งาน คุณสามารถติดต่อเราได้โดยโพสต์ความคิดเห็นหรือข้อสงสัยของคุณในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง
