Un regolatore di tensione è uno dei più comunemente usati circuiti elettronici in qualsiasi dispositivo. Una tensione sincronizzata (senza fluttuazioni e livelli di rumore) è molto significativa per il buon funzionamento di molti dispositivi elettronici digitali. Come un caso normale con microcontrollori, una tensione di ingresso regolata regolare deve essere fornita al microcontrollore per funzionare senza problemi. Un regolatore di tensione si trova nei dispositivi elettronici che viene consumato per mantenere la tensione della fonte di alimentazione per garantire che la tensione rimanga entro limiti adeguati. Questo articolo discute i tipi di regolatori di tensione e regolatori di tensione della serie Lm 340.

Regolatori di tensione

Cos'è un regolatore di tensione?

Un regolatore di tensione è una macchina elettrica o elettronica che mantiene la tensione di una fonte di alimentazione entro limiti adeguati. Il regolatore di tensione è desiderato per mantenere le tensioni entro l'intervallo prescritto che può essere tollerato da un apparecchio elettrico che utilizza quella tensione. Tale dispositivo è comunemente utilizzato nei veicoli a motore di tutti i tipi per garantire la stessa tensione di uscita del generatore al carico elettrico e per garantire i requisiti di carica di la batteria . I regolatori di tensione sono utilizzati anche in apparecchiature elettroniche in cui variazioni eccessive di tensione potrebbero essere dannose.

Regolatore di tensione IC

Regolatore di tensione serie LM340

Il regolatore di tensione utilizzando l'IC LM340 è l'IC regolatore di tensione più utilizzato. Una tensione di riferimento incorporata è mostrata nello schema a blocchi del CI LM340 di seguito.

3 Terminale di regolazione della tensione

Vref si aziona dall'ingresso non invertente di amplificatore operazionale . Ci sono vari stadi del guadagno di tensione dell'amplificatore operazionale utilizzato qui. Questo alto guadagno aiuta l'amplificatore operazionale a costruire una tensione di errore tra i terminali invertenti e non invertenti quasi a zero. Pertanto, il valore del terminale di ingresso invertente sarà simile al terminale non invertente, Vref. Pertanto, la corrente che scorre attraverso il potenziale divisore può essere scritta come

I = Vref / R2

Il resistore R2, come mostrato nel diagramma, non è un componente esterno collegato all'IC, ma un resistore interno, che è costruito all'interno dell'IC dal produttore. A causa delle condizioni di cui sopra, la stessa corrente scorre attraverso R1. Pertanto la tensione di uscita può essere scritta come

Vout = Vref / R2 (R1 + R2)

Ciò mostra che l'uscita del regolatore può essere controllata anche inserendo i valori desiderati per R1 e R2. L'IC ha un transistor pass in serie, che è in grado di gestire più di 1,5 A di corrente di carico a condizione che sia fornito un sufficiente dissipazione di calore.

LM 340

Come altri circuiti integrati, questo circuito integrato dispone anche di spegnimento termico e opzioni di avviso correnti. L'arresto termico è una funzione che spegne l'IC non appena la temperatura interna dell'IC supera il valore preimpostato. Questo aumento della temperatura può essere dovuto principalmente all'eccessiva tensione esterna, alla temperatura ambiente o persino al dissipatore di calore. Il valore di temperatura di interruzione preimpostato per LM340 IC è 175 ° C. A causa dell'arresto termico e della limitazione di corrente, i dispositivi della serie LM 340 sono quasi indistruttibili.

Circuito LM340-15

Lo schema sopra mostra l'applicazione dell'IC LM340 come regolatore di tensione. I pin 1, 2 e 3 sono l'ingresso, l'uscita e anche la massa.

Se c'è una certa distanza (in cm) dall'IC al condensatore di filtro dell'alimentatore non regolato, potrebbe esserci la possibilità che si verifichino oscillazioni indesiderate all'interno dell'IC a causa delle induttanze dei conduttori all'interno del circuito. Per rimuovere questa oscillazione non necessaria, il condensatore C1 deve essere posizionato come mostrato nel circuito. Il condensatore C2 viene talvolta utilizzato per sviluppare la reazione transitoria del circuito.

Qualsiasi dispositivo della serie LM 340 necessita di un ingresso minimo di tensione, che dovrebbe essere almeno 2-3 V maggiore della tensione di uscita regolata, altrimenti smette di regolare. Inoltre, c'è un ingresso massimo di tensione a causa dell'eccessiva dissipazione di potenza.

Tipi di regolatori

Fondamentalmente ce ne sono due tipi di regolatori di tensione : - Regolatore di tensione lineare e regolatore di tensione a commutazione. In questo articolo viene discusso solo il regolatore di tensione lineare. I regolatori di tensione lineari sono di due tipi: serie e shunt.

Regolatore lineare

Il regolatore lineare funge da divisore di tensione . Nella regione ohmica, utilizza un FET. Le resistenze del regolatore di tensione sono una variazione con il carico risultante in una tensione di uscita costante.

Vantaggi del regolatore di tensione lineare

Fornisce una bassa tensione di ondulazione in uscita
Tempi di risposta rapidi per carico o cambio di linea
Bassa interferenza elettromagnetica e meno rumore

Svantaggi del regolatore di tensione lineare

L'efficienza è molto bassa
Richiede un dissipatore di calore di grandi dimensioni
La tensione al di sopra dell'ingresso non può essere aumentata

Regolatore di tensione in serie

Un regolatore di tensione in serie è anche denominato regolatore di tensione di passaggio in serie. Utilizza un elemento variabile posto in serie al carico. A causa dell'inaffidabilità delle resistenze nell'elemento in serie, la tensione caduta attraverso di esso può essere variata per garantire che la tensione attraverso il carico rimanga costante.

“qual è la differenza tra npn e pnp ”

Regolatore di tensione in serie

Il vantaggio del regolatore di tensione in serie è che la quantità di corrente assorbita può essere utilizzata in modo efficiente dal carico, sebbene una parte della corrente verrebbe consumata da qualsiasi circuito collegato al regolatore. A differenza del regolatore shunt, il regolatore in serie non assorbe corrente completa anche quando il carico non necessita di corrente. Di conseguenza, il regolatore di serie è notevolmente più efficiente.

Regolatore di tensione shunt

Un regolatore di tensione shunt funziona fornendo un percorso dalla tensione di alimentazione a terra attraverso una resistenza variabile. La corrente attraverso il regolatore di derivazione viene deviata dal carico e quindi fluisce inutilmente a terra, rendendo questa forma generalmente meno efficiente del regolatore di serie. È, tuttavia, più semplice, a volte costituito da un diodo di riferimento di tensione viene utilizzato in un circuito a bassissima potenza in cui la corrente sprecata è troppo piccola per essere preoccupante. Questa forma è molto generale per i circuiti di riferimento di tensione. Un regolatore shunt di solito può solo assorbire (assorbire) corrente.

Regolatore di tensione shunt

Applicazioni dei regolatori di shunt

Alimentatori switching a bassa tensione di uscita
Circuiti source e sink di corrente
Amplificatori di errore
La tensione o corrente adattabile lineare e di commutazione riserve energetiche
Monitoraggio della tensione
Circuiti analogici e digitali che richiedono riferimenti di precisione
Limitatori di corrente di precisione

Tutto questo riguarda i regolatori di tensione della serie Lm340 e le loro applicazioni. Riteniamo che le informazioni fornite in questo articolo siano utili per una migliore comprensione di questo concetto. I regolatori IC di seconda generazione sono dispositivi a tre terminali che possono mantenere costante la tensione di uscita. La serie LM340 è un tipico caso di regolatori IC di seconda generazione. Le tensioni regolate della serie LM340 vanno da 5 a 24 V. I dispositivi LM340 includono limitazione di corrente e spegnimento termico. Quando un regolatore IC si trova a più di pochi centimetri dall'alimentazione, potrebbe essere necessario collegare un condensatore di bypass all'ingresso del regolatore. La tensione di ingresso a un dispositivo LM340 dovrebbe essere almeno 2 o 3 V maggiore dell'uscita regolata.

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