(رِگولاتور شناسی Regulator)

رِگولاتور های ولتاژ خروجی ثابت منفی - یا رِگولاتور های تثبیت کننده  ولتاژ (منفی) -

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

رگولاتور های ولتاژ خروجی ثابت منفی:  که خروجی آنها یک عدد ثابت منفی و غیر قابل تغییر – می باشد که نامگذاری انها به صورت 79XX می باشد.

رگولاتورِ منفی DIP یک رگولاتور ولتاژ به صورت مدار مجتمع است. مشــخصات الکتریکی و فیزیکــی این نــوع رگولاتورها را میتوان از کتابهای اطلاعات مربوط به کارخانه ی ســازنده و sheet Data به دست آورد.در مدار های معیوب اندازه گیری ولتاژ های قســمت هــای مختلف تنظیم کننــده ی ولتــاژ یا (رگولاتور های تغذیه در مدار) و تحلیــل ارتباط بین مقادیــر اندازه گیری شــده می توانــد شــما را در پیدا کردن عیب، کمک کند.



نکته: یک تنظیم کننده ولتاژ یک ولتاژ خروجی ثابت منفی با مقدار از پیش تعیین شده تولید می کند که بدون توجه به تغییرات ولتاژ ورودی یا شرایط بار ثابت می ماند. دو نوع تنظیم کننده ولتاژ وجود دارد: خطی و سوئیچینگ.

یک تنظیم کننده خطی (رگولاتور) از یک دستگاه عبور فعال (BJT یا MOSFET) (سری یا شنت) استفاده می کند که توسط یک تقویت کننده دیفرانسیل با بهره بالا کنترل می شود. ولتاژ خروجی (رگولاتور) را با یک ولتاژ مرجع دقیق مقایسه می کند و دستگاه عبور را برای حفظ ولتاژ خروجی ثابت تنظیم می کند.یک رگولاتور سوئیچینگ ولتاژ ورودی dc را به ولتاژ سوئیچ اعمال شده به سوئیچ MOSFET برق یا BJT تبدیل می کند. ولتاژ خروجی (رگولاتور) فیلتر شده به مداری باز می گردد که زمان روشن و خاموش شدن عبور ولتاژ را کنترل می کند تا ولتاژ خروجی بدون توجه به تغییر ولتاژ ورودی یا جریان بار ثابت بماند.سه توپولوژی متداول وجود دارد: buck (گام به پایین)، تقویت (step-up) و باک buck-boost (step-up/stepdown) بوست ولتاژ. توپولوژی های دیگر عبارتند از توپولوژی های flyback، SEPIC، Cuk، push-pull، front، full-bridge و half-bridge.فرکانس های سوئیچینگ بالاتر به این معنی است که تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور) می تواند از سلف ها و خازن های کوچکتر استفاده کند. همچنین به معنی تلفات سوئیچینگ بیشتر و نویز بیشتر در مدار است.تلفات در نتیجه برق مورد نیاز برای روشن و خاموش کردن ماسفت رخ می دهد که با درایور دروازه ماسفت مرتبط است. همچنین، تلفات توان ماسفت به این دلیل اتفاق می‌افتد که زمان محدودی طول می‌کشد تا به/از حالت رسانایی به حالت غیررسانایی تغییر کند. تلفات همچنین به دلیل انرژی مورد نیاز برای شارژ و تخلیه ظرفیت دریچه ماسفت بین ولتاژ آستانه و ولتاژ گیت است.



رِگولاتور های ولتاژ خروجی ثابت منفی - یا رِگولاتور های تثبیت کننده  ولتاژ (منفی) بنابراین راندمان معمولی می تواند 50٪ یا حتی کمتر باشد. با استفاده از اجزای بهینه، یک رگولاتور سوئیچینگ می تواند بازدهی را در محدوده 90 درصد به دست آورد. با این حال، صدای خروجی از یک تنظیم کننده خطی بسیار کمتر از یک تنظیم کننده سوئیچینگ با ولتاژ خروجی و جریان مورد نیاز است. به طور معمول، رگولاتور سوئیچینگ می تواند بارهای جریان بیشتری را نسبت به یک تنظیم کننده خطی هدایت کند.رگولاتورهای سوئیچینگ به وسیله ای برای تغییر ولتاژ خروجی خود در پاسخ به تغییرات ولتاژ ورودی و خروجی نیاز دارند. یک روش استفاده از PWM است که ورودی سوئیچ برق مرتبط را کنترل می کند، که زمان روشن و خاموش شدن آن (چرخه کاری) را کنترل می کند. در حین کار، ولتاژ خروجی فیلتر شده رگولاتور برای کنترل چرخه وظیفه به کنترل کننده PWM بازگردانده می شود. اگر خروجی فیلتر شده تمایل به تغییر داشته باشد، بازخورد اعمال شده به کنترل کننده PWM چرخه کار را برای حفظ ولتاژ خروجی ثابت تغییر می دهد.

  • پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

    دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک