رگولاتور ولتاژ

ما برای راه اندازی بسیاری از قطعات و اِلِمان های الکترونیکی مدارها، نیاز به یک ولتاژ ثابت و بدون نوسان، مثل V5 داریم. ما برای این منظوراز قطعه ای به نام رگولاتور استفاده می کنیم.

رگولاتورهای ولتاژ، نوعی از نیمه رساناها هستند که برای تنظیم ولتاژ طراحی شده اند.

رگولاتورها در یک دسته بندی کلی به 3بخش زیر تقسیم میشوند:

1- رگولاتورهای ولتاژ خروجی ثابتِ مثبت: که خروجی انها یک عدد ثابت و غیر قابل تغییر + می باشد که نام گذاری انها هم به صورت 78XX یا L78XX یا M78XX می باشد.2 رقم سمت راست که به صورت XXنشان داده شده نشان دهنده ی ولتاژ خروجی است. مثلاً ولتاژ خروجی رگولاتور 7805 ، 5 ولت می باشد. L یا Mهم نشان دهنده ی حداکثر جریان دهی آن است(L= تا 1 آمپر،=Mتا 1.5 امپر)

2- رگولاتورهای ولتاژ خروجی ثابتِ منفی: که خروجی آنها یک عدد ثابت منفی و غیر قابل تغییر – می باشد که نامگذاری انها به صورت 79XX می باشد.

3- رگولاتورهای ولتاژ خروجی متغیر: به وسیله ی این رگولاتورها می توان ولتاژ خروجی را کنترل کرد. معروف ترین و پر کاربردترین نوع خروجی + آنها LM317 و LM138 وLM338 و خروجی – انهاLM337 می باشد. این قطعه برای ره اندازی نیاز به یک مدار جانبی مختصر دارد که در جلسات آزمایشگاه در این مورد توضیح کامل داده می شود.

   این رگولاتورها 3 پایه دارند.مثبت + ، خروجی، زمین یا - ( قطب – منبع تغذیه را زمین نیز می گوییم(Gnd)). به شکل نگاه کنید. 


   در رگولاتورهای سری 78XX ولتاژ ورودی باید حداقل 2.3 ولت بیشتر از خروجی آنها باشد. حداقل ولتاژ ورودی و همچنین ولتاژ خروجی آنها در جدول زیر آمده است:

حداقل ولتاژ ورودی

ولتاژخروجی

شماره مدل

7.3

5

7805

11.5    

9

7809

14.6

12

7812

21

18

7818

27.1

24

7824

 

رگولاتور ولتاژ متغیر

 

رگولاتور LM317 آشنا کنیم. رگولاتورهایی که ما تا به حال با آن ها آشنا شده‌ایم همگی ولتاژ خروجی ثابتی داشتند، مثلاً 7805 خروجی ثابت 5 ولت به ما می‌دهد و 7809 خروجی ثابت 9 ولت!!!
اما با رگولاتور LM317 و به کمک یک مقاومت ثابت و یک پتانسیومتر، می توانیم سطح ولتاژ خروجی را به دلخواه خود تنظیم کنیم. البته طبیعتاً سطح ولتاژ خروجی نمی تواند از ولتاژ ورودی بیشتر باشد!

ترتیب پایه های LM317 در شکل زیر نشان داده شده است.
 

 

 

همان‌طور که در شکل می‌بینید، خود آی سی یک هیت سینک دارد، ولی معمولاً برای پایین‌تر آوردن دمای آی سی در مدارهایی که نیاز به جریان دهی بالا دارند، هیت سینک آی سی، به وسیله‌ی یک پیچ، به یک هیت سینک کمکی بزرگتر متصل می‌شود. هیت سینک یک قطعه فلزی است که گرما را به خوبی انتقال می‌دهد و نمی‌گذارد دمای آی سی بیش از حد بالا رود. این قطعه به صورت آماده در اندازه‌های مختلف موجود است.

برای استفاده از این آی سی در مَد کنترل کننده‌ی ولتاژ، باید مدار زیر را ببندیم:



در مدار بالا، 470اهم=R1 است و R2، یک پتانسیومتر یا مولتی‌ترن 10 کیلو اهمی.

حالا با تغییر مقاومت پتانسیومتر، سطح ولتاژ خروجی تغییر می کند و می‌توانیم آنرا تنظیم کنیم.

برای محاسبه‌ی سطح ولتاژ خروجی، فرمول زیر وجود دارد:
 

 ((V = 1.25(1+ (R2/R1


طبیعتاً نیازی نیست شما هردفعه برای محاسبه‌ی ولتاژ خروجی از این فرمول استفاده کنید، شما می‌توانید با چرخاندن پیچ مولتی‌ترن، ولتاژ خروجی را در سطح ولتاژ مورد نظر تنظیم کنید.

حداقل ولتاژ خروجی در این آی سی 1.25 ولت می تواند باشد، و حداکثر ولتاژ خروجی نیز، 37 ولت!.

همچنین این آی سی می‌تواند با یک مدار کوچک دیگر، به عنوان کنترل‌کننده‌ی میزان جریان خروجی استفاده شود.

به مدار دقت کنید:

به وسیله‌ی رابطه I out= Vin/R1 می‌توان میزان جریان خروجی را حساب کرد.