- 전압 조정기 회로의 유형
- 선형 전압 조정기 회로
- 1. 직렬 전압 조정기
- 제너 전압 조정기
- 스위칭 전압 조정기
- 벅 또는 강압 스위칭 전압 조정기
- 부스트 또는 스텝 업 스위칭 전압 조정기
- 벅 부스트 스위칭 전압 조정기
- 레귤레이터 회로의 실제 예
이름에서 알 수 있듯이 전압 조정기는 전압을 조정하는 데 사용되는 회로입니다. 조정 된 전압은 소음이나 방해가없는 원활한 전압 공급입니다. 전압 조정기의 출력은 부하 전류, 온도 및 AC 라인 변동과 무관합니다. 전압 조정기는 TV, 냉장고, 컴퓨터 등과 같은 거의 모든 전자 제품 또는 가정용 기기에 존재하여 공급 전압을 안정화합니다.
기본적으로 전압 조정기 는 전압 변동을 최소화 하여 장치를 보호합니다. 배전 시스템에서 전압 조정기는 피더 라인이나 변전소에 있습니다. 이 라인에는 두 가지 유형의 레귤레이터가 사용됩니다. 하나는 스위치가 전류 공급을 조절하는 스텝 레귤레이터입니다. 다른 하나는 인덕션 레귤레이터로, 인덕션 모터와 유사한 교류 전기 기계가 2 차 소스로 전원을 공급합니다. 전압 변동을 최소화하고 안정적인 출력을 제공합니다.
아래에 설명 된 다양한 유형의 전압 조정기가 있습니다.
전압 조정기 회로의 유형
선형 전압 조정기 회로
- 직렬 전압 조정기
- 션트 전압 조정기
제너 전압 조정기 회로
스위칭 전압 조정기 회로
- 벅 유형
- 부스트 유형
- 벅 / 부스트 유형
선형 전압 조정기 회로
이들은 안정된 출력 전압을 유지하기 위해 전자 장치에서 사용되는 가장 일반적인 레귤레이터입니다. 선형 전압 조정기는 전압 분배기 회로처럼 작동합니다.이 조정기에서 저항은 부하 변화에 따라 변하고 일정한 출력 전압을 제공합니다. 선형 전압 조정기의 장점과 단점은 다음과 같습니다.
장점
- 출력 리플 전압이 낮음
- 응답이 빠르다
- 적은 소음
단점
- 낮은 효율성
- 필요한 넓은 공간
- 출력 전압은 항상 입력 전압보다 낮습니다.
1. 직렬 전압 조정기
조정되지 않은 전압은 직렬로 연결된 저항의 전압 강하에 정비례하며이 전압 강하는 부하가 소비하는 전류에 따라 달라집니다. 부하의 전류 소비가 증가하면 기본 전류도 감소하고 이로 인해 콜렉터 이미 터 단자를 통해 흐르는 콜렉터 전류가 줄어들어 부하를 통과하는 전류가 증가하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
션트 전압 조정기의 조정 된 출력 전압은 다음과 같이 정의됩니다.
V OUT = V Z + V BE
제너 전압 조정기
제너 전압 조정기는 더 저렴하며 저전력 회로에만 적합합니다. 규제 중에 낭비되는 전력량이 큰 문제가되지 않는 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.
저항은 제너 다이오드와 직렬로 연결되어 다이오드를 통해 흐르는 전류의 양을 제한하고 입력 전압 Vin (제너 전압보다 커야 함) 이 이미지와 출력 전압 Vout에 표시된대로 연결됩니다. Vout = Vz (제너 전압)로 제너 다이오드를 통해 측정됩니다. 아시다시피 제너 다이오드는 적용된 전압이 제너의 항복 전압보다 높을 때 역방향으로 전도하기 시작합니다. 따라서 전도가 시작되면 동일한 전압을 유지하고 여분의 전류를 다시 흐르게하여 안정적인 출력 전압을 제공합니다.
여기에서 작동하는 제너 다이오드에 대해 자세히 알아보십시오.
스위칭 전압 조정기
스위칭 전압 조정기에는 세 가지 유형이 있습니다.
- 벅 또는 강압 스위칭 전압 조정기
- 부스트 또는 스텝 업 스위칭 전압 조정기
- 벅 / 부스트 스위칭 전압 조정기
벅 또는 강압 스위칭 전압 조정기
벅 레귤레이터는 출력에서 전압을 낮추는 데 사용되며 전압 분배기 회로를 사용하여 출력 전압을 줄일 수도 있지만 전압 분배기 회로의 효율은 저항이 열로 에너지를 방출하기 때문에 낮습니다. 우리는 회로에서 커패시터, 다이오드, 인덕터 및 스위치를 사용합니다. 벅 스위칭 전압 조정기의 회로도는 다음과 같습니다.
스위치가 ON 일 때 다이오드는 역 바이어스 상태를 유지하고 전원 공급 장치는 인덕터에 연결됩니다. 스위치가 열리면 인덕터의 극성이 역전되고 다이오드가 순방향 바이어스되어 인덕터를 접지에 연결합니다. 그러면 인덕터를 통과하는 전류가 기울기에 따라 감소합니다.
d I L / dt = (0-V 출력) / L
커패시터는 부하에서 전압이 0으로 떨어지는 것을 방지하는 데 사용됩니다. 스위치를 계속 열고 닫으면 부하에 걸리는 평균 전압이 공급 된 입력 전압보다 낮아집니다. 스위칭 장치의 듀티 사이클을 변경하여 출력 전압을 제어 할 수 있습니다.
출력 전압 = (입력 전압) * (스위치가 켜져있는 시간 비율)
링크를 따르는 것보다 벅 컨버터에 대해 더 자세히 알고 싶다면.
부스트 또는 스텝 업 스위칭 전압 조정기
부스트 레귤레이터는 부하의 전압을 높이는 데 사용됩니다. 부스트 레귤레이터의 회로도는 다음과 같습니다.
스위치가 닫히면 다이오드는 역 바이어스로 동작하고 인덕터 양단의 전류는 계속 증가합니다. 이제 스위치가 열리면 인덕터가 힘을 만들어 전류가 계속 흐르고 커패시터가 충전을 시작합니다. 스위치를 계속 켜고 끄면 입력 전압보다 높은 부하에서 전압을 받게됩니다. 스위치의 ON (Ton) 시간을 제어하여 출력 전압을 제어 할 수 있습니다.
출력 전압 = 입력 전압 / 스위치가 열려있는 시간 비율
링크를 따라가는 것보다 부스트 컨버터에 대해 더 자세히 알고 싶다면.
벅 부스트 스위칭 전압 조정기
벅 부스트 스위칭 레귤레이터는 벅 및 부스트 레귤레이터의 조합으로, 공급 된 입력 전압보다 크거나 작을 수있는 반전 출력을 제공합니다.
스위치가 ON 일 때 다이오드는 역 바이어스로 동작하고 인덕터는 에너지를 저장하고 스위치가 OFF 일 때 인덕터는 역 극성으로 에너지를 방출하여 커패시터를 충전합니다. 인덕터에 저장된 에너지가 0이되면 커패시터는 역 극성으로 부하로 방전되기 시작합니다. 이 벅-부스트 레귤레이터로 인해 반전 레귤레이터 라고도 합니다.
출력 전압은 다음과 같이 정의됩니다.
Vout = Vin (D / 1-D) 여기서 D는 듀티 사이클입니다.
따라서 듀티 사이클이 낮 으면 레귤레이터가 벅 레귤레이터로 작동하고 듀티 사이클이 높으면 레귤레이터가 부스트 레귤레이터로 작동합니다.
레귤레이터 회로의 실제 예
포지티브 선형 전압 조정기 회로
우리는 7805 IC를 사용하여 포지티브 선형 전압 조정기 회로를 설계했습니다. 이 IC에는 5 볼트 조정 전원을 제공하는 모든 회로가 있습니다. 입력 전압은 LM7805와 같이 정격 값에서 2v 이상이어야하며, 우리는 최소한 7v를 제공해야합니다.
조정되지 않은 입력 전압이 IC에 공급되고 출력 단자에서 조정 된 전압을 얻습니다. IC의 이름은 기능을 정의하고 78은 양의 부호를 나타내고 05는 조정 된 출력 전압의 값을 나타냅니다. 회로도에서 볼 수 있듯이 7805IC에 9V를 제공하고 출력에서 + 5V로 조정됩니다. 커패시터 C1 및 C2는 여과에 사용됩니다.
제너 전압 조정기 회로
여기에서는 5.1V의 제너 다이오드를 사용하여 제너 전압 조정기를 설계했습니다. 제너 다이오드는 감지 요소로 작동합니다. 공급 전압이 항복 전압을 초과하면 역방향으로 전도되기 시작하고 동일한 전압을 유지하고 여분의 전류를 역류하여 안정적인 출력 전압을 제공합니다. 이 회로에서 우리는 9V의 입력 전압을 제공하고 거의 5.1 전압의 조정 된 출력을 얻습니다.