Používate a trojsvorkový regulátor pripojením vstupu k vášmu neregulovanému zdroju napätia. Pripojte uzemňovací kolík k uzemneniu obvodu. Pripojte výstup k vašej záťaži. Vyberte si správny typ, pevný alebo nastaviteľný, aby vyhovoval vašim potrebám. Vždy skontrolujte nastavenie kolíkov a používajte správne kondenzátory. Ak zabudnete na malý pokojový prúd v zemniacom kolíku, vaša súčasná matematika môže byť nesprávna. Použitie nesprávneho kondenzátora môže spôsobiť šum alebo rušenie. V Donghai Semiconductor navrhujeme naše produkty regulátorov s tromi koncovkami, ktoré vám pomôžu vyhnúť sa týmto bežným chybám.
Kľúčové poznatky
Vyberte si pravú typ regulátora pre váš projekt. Pre bežné napätia používajte pevné regulátory. Použite nastaviteľné regulátory pre vlastné napätie.
Pripojte vstupné, uzemňovacie a výstupné kolíky správnym spôsobom. Kondenzátory umiestnite blízko ku kolíkom. To pomáha vášmu okruhu zostať stabilný a tichý.
Na zvládnutie tepla zo straty energie použite chladič. To udržuje váš regulátor chladný a dobre funguje.
Používajte vstavané ochrany, ako je obmedzenie prúdu a tepelné vypnutie. Tieto funkcie pomáhajú udržiavať váš okruh v bezpečí.
Otestujte svoj obvod so skutočným zaťažením. Dvakrát skontrolujte zapojenie, aby ste sa vyhli chybám. To pomáha zaistiť, aby vaše napätie zostalo stabilné.
Výber trojsvorkového regulátora
Výber správneho trojsvorkového regulátora je dôležitý. Pomáha vášmu elektronickému obvodu dobre fungovať. Musíte si vybrať medzi pevnými regulátormi napätia a nastaviteľnými 3-pólovými kladnými regulátormi napätia. Váš výber závisí od potrieb napätia a prúdu vášho projektu. Poznanie rozdielov vám pomôže vybrať najlepšie integrované obvody regulátora napätia pre vašu prácu. To platí, ak napájate jednoduchý obvod LED alebo zostavujete zložitý zdroj napájania pre nástroje.
Regulátory pevného napätia
Pevné regulátory napätia poskytujú jedno stabilné výstupné napätie. Séria 78xx sa používa pre kladné napätie. Séria 79xx sa používa pre záporné napätia. Séria 78xx má modely ako L7805CV (pre LED), L7812CV (pre elektrické náradie), L7815CV (pre nabíjačky) a L7809CV (pre prístrojové vybavenie). Tieto regulátory sa ľahko používajú. Potrebujete len pár kondenzátorov navyše, aby ste ich udržali stabilné.
Tip: Ak váš obvod potrebuje bežné napätie, napríklad 5V, 9V, 12V alebo 15V, použite stabilizátory s pevným napätím. Vďaka tomu je váš dizajn jednoduchý a spoľahlivý.
Tu je tabuľka, ktorá porovnáva pevné a nastaviteľné regulátory:
Parameter |
Regulátory pevného napätia (séria 78xx, 79xx) |
Nastaviteľné regulátory napätia (séria LM317) |
Výstupné napätie |
Pevné (napríklad 5V pre 7805, 12V pre 7812) |
Nastaviteľné od 1,25V do 37V pomocou rezistorov |
Výstupný prúd |
Zvyčajne do 1A |
Až 1,5A |
Výpadkové napätie |
Asi 2V |
Asi 2V |
Efektívnosť |
Nízka (30 – 60 %) |
Nízka (30 – 60 %) |
Odvod tepla |
Vysoká, potrebuje chladič |
Vysoká, potrebuje chladič |
Externé komponenty |
Málo (len pár kondenzátorov) |
Na nastavenie napätia je potrebná odporová sieť |
Použitie aplikácie |
Jednoduché potreby s pevným napätím |
Flexibilné potreby napätia, vlastné výstupy |
Pevné modely regulátorov napätia môžete použiť mnohými spôsobmi. V tabuľke nižšie sú uvedené niektoré obľúbené modely a na čo sa používajú:
Model regulátora |
Typ |
Výstupné napätie |
Kľúčové vlastnosti |
Typické aplikácie |
7805, 7812 (séria 78xx) |
Pevný lineárny regulátor |
5V, 12V pevné |
Jednoduchý 3-kolíkový dizajn, potrebuje niekoľko ďalších častí |
Spotrebná elektronika, všeobecné napájanie |
L7805CV |
Pevný lineárny regulátor |
5V |
Stabilný výstup, jednoduché použitie |
LED obvody |
L7812CV |
Pevný lineárny regulátor |
12V |
Spoľahlivý, silný |
Elektrické náradie |
L7815CV |
Pevný lineárny regulátor |
15V |
Zvláda viac prúdu |
Nabíjačky |
L7809CV |
Pevný lineárny regulátor |
9V |
Poskytuje stabilné napätie |
Prístrojové vybavenie |
séria 79XX |
Pevný negatívny lineárny regulátor |
-5V, -12V pevné |
Vytvára koľajnice so záporným napätím |
Zvukové obvody, dosky zosilňovačov vyžadujúce dva zdroje |
L7915CV |
Pevný negatívny lineárny regulátor |
-15V |
Záporné napätie |
Domáce spotrebiče |
Poznámka: Stabilné regulátory napätia ako L7805CV a L7812CV fungujú dobre pre spotrebnú elektroniku a priemyselné produkty Donghai Semiconductor.
Pevné regulátory napätia uvidíte na mnohých miestach:
Nastaviteľné regulátory
Nastaviteľné 3-pólové kladné regulátory napätia sú flexibilné. Pozitívny regulátor napätia LM317T je obľúbený. Jeho výstupné napätie môžete nastaviť od 1,25V do 37V výmenou dvoch odporov. To je skvelé pre vlastné napájacie zdroje, nabíjačky batérií a testovacie zariadenia.
Tip: Ak potrebujete špeciálne napätie alebo chcete variabilné napájanie, použite nastaviteľný regulátor.
LM317 udržuje medzi výstupom a nastavovacím kolíkom asi 1,25 V. Výstupné napätie nastavujete pomocou deliča napätia z dvoch rezistorov. Ak namiesto jedného odporu použijete potenciometer, môžete ľahko zmeniť výstupné napätie. Toto je bežný spôsob použitia nastaviteľných regulátorov.
Tu je návod, ako nastaviť výstupné napätie:
Medzi výstup a nastavovací kolík vložte pevný odpor (R1).
Pripojte druhý odpor (R2) alebo potenciometer z nastavovacieho kolíka k zemi.
Výstupné napätie závisí od pomeru R1 a R2.
Nastaviteľné regulátory môžete použiť na:
Keď si vyberiete regulátor s tromi svorkami, myslite na tieto veci:
Kritérium |
Vysvetlenie |
Vstupné napätie vs výstupné napätie |
Vstupné napätie musí byť vyššie ako výstupné napätie aspoň o výpadkové napätie. |
Aktuálne hodnotenie |
Regulátor musí zvládnuť najvyšší zaťažovací prúd. |
Stratový výkon |
Vypočítajte (Vin - Vout) × Záťažový prúd na odhad tepla. |
Tepelný odpor (Theta-JA) |
Na uhádnutie nárastu teploty použite hodnoty údajového listu. |
Maximálna teplota spoja |
Uistite sa, že regulátor zostáva pod najvyššou teplotou (zvyčajne 125°C). |
Nízke výpadkové napätie (LDO) |
Vyberte si regulátory LDO pre malé medzery medzi vstupom a výstupom napätia. |
Tichý prúd a hluk |
Skontrolujte, či v nich nie sú citlivé analógové obvody alebo obvody napájané batériou. |
Poznámka: Donghai Semiconductor má mnoho integrovaných obvodov regulátora napätia, vrátane pevných a nastaviteľných typov, pre spotrebnú elektroniku, priemyselné zariadenia a automobilovú elektroniku.
Zapojenie a inštalácia
Nastavenie trojsvorkového regulátora je jednoduché. Musíte len postupovať podľa niekoľkých jednoduchých krokov. Pripojte každý kolík správnym spôsobom. Umiestnite kondenzátory na najlepšie miesta. Vďaka tomu bude váš okruh fungovať dobre a ticho.
Pinout a pripojenia
Najprv skontrolujte pinout vášho regulátora. Väčšina trojpólových regulátorov má tri kolíky: Input , Ground a Output . Poradie kolíkov sa môže meniť podľa typu balenia. Pred začatím si vždy pozrite údajový list.
Tu je jednoduchý návod na zapojenie:
Pripojte vstupný kolík
Pripojte vstupný kolík k zdroju jednosmerného napätia. Vstupné napätie by malo byť aspoň o 2 volty vyššie ako výstupné.
Pripojte uzemňovací kolík
Pripojte uzemňovací kolík k uzemneniu vášho obvodu. Tento kolík udáva referenciu pre výstupné napätie.
Pripojte výstupný kolík
Pripojte výstupný kolík k záťaži. Tento kolík dáva regulované napätie.
Tip: Vždy skontrolujte pripojenia dvakrát. Ak zamiešate kolíky, regulátor nebude fungovať. Môžete získať rovnaké napätie na výstupe ako na vstupe. Niekedy sa môže stať, že nedostanete žiadne napätie. Ak nie je dobre pripojené uzemnenie, výstupné napätie môže byť nesprávne. Zlé spájkovanie alebo zlomené vodiče môžu spôsobiť, že sa regulátor príliš zahreje alebo zlomí.
Tu je tabuľka, ktorá zobrazuje pinouty pre bežné balíčky regulátorov:
Typ balíka |
Pin 1 |
Pin 2 |
Pin 3 |
TO-220 |
Vstup |
Ground |
Výstup |
TO-252 |
Vstup |
Ground |
Výstup |
TO-92 |
Vstup |
Ground |
Výstup |
Ak používate regulátory Donghai Semiconductor, pozrite sa na katalógové listy.
Umiestnenie kondenzátora
Kondenzátory pomáhajú regulátoru zostať stabilný a tichý. Musíte použiť správnu veľkosť a umiestniť ich na správne miesta.
Vstupný kondenzátor:
Do blízkosti vstupného kolíka umiestnite keramický kondenzátor 0,33 µF. Pomáha to blokovať hluk z vášho zdroja energie. Pre lepšie výsledky môžete pridať aj 10 µF elektrolytický kondenzátor.
Výstupný kondenzátor:
Do blízkosti výstupného kolíka umiestnite 0,1 µF keramický kondenzátor. To udržuje výstupné napätie stabilné. 10 µF elektrolytický kondenzátor pomáha pri rýchlych zmenách zaťaženia.
Vyhladzovací kondenzátor:
Na zníženie zvlnenia napätia použite vyhladzovací kondenzátor. Umiestnite ho blízko výstupu regulátora a vašej záťaže.
Poznámka: Kde umiestnite kondenzátory, je veľmi dôležité. Ak sú ďaleko od regulátora, môžete získať viac hluku a menšiu stabilitu. Vždy držte kondenzátory v blízkosti kolíkov. Chráňte ich pred teplom. Oddeľovacie kondenzátory môžu zachytiť vysokofrekvenčný hluk a zastaviť jeho šírenie.
Tu je rýchly kontrolný zoznam pre umiestnenie kondenzátorov:
Pre nízku ESR a malú veľkosť použite keramické kondenzátory.
Pridajte elektrolytické kondenzátory pre lepšiu odozvu na zmeny.
Uistite sa, že menovité napätie je aspoň 1,5-násobok vášho vstupného napätia.
Kondenzátory umiestnite do blízkosti kolíkov regulátora a zaťažte ich.
Zoskupte záťaže citlivé na hluk a použite lokálne oddeľovacie kondenzátory.
Ak budete postupovať podľa týchto krokov, váš trojsvorkový regulátor bude fungovať dobre a ticho. Vyhnete sa problémom ako nesprávne výstupné napätie, šum a nestabilita. Donghai Semiconductor navrhuje používať tieto tipy pre všetky svoje produkty regulátorov.
Kľúčové vlastnosti a ochrany
Trojsvorkové regulátory majú funkcie, ktoré udržujú obvody v bezpečí. Tieto funkcie pomáhajú vašim projektom dobre fungovať a trvať dlhšie. V Donghai Semiconductor majú naše integrované obvody regulátora napätia tieto ochrany. To vám pomôže vybudovať silné elektronické systémy.
Obmedzenie prúdu
Obmedzenie prúdu bráni vašim zariadeniam používať príliš veľa prúdu. Ak sa vaša záťaž snaží odoberať viac prúdu, ako je povolené, regulátor pomáha. Na kontrolu prúdu používa snímací odpor a tranzistor. Keď je prúd príliš vysoký, tranzistor sa zapne. To bráni tomu, aby prúd stúpal vyššie. Výstupný prúd zostáva na bezpečnej úrovni. Ak budete pridávať ďalšiu záťaž, výstupné napätie klesne. Prúd však neprekračuje bezpečnú hranicu. Túto funkciu nájdete v systémoch správy batérie a motorových ovládačoch.
Tu sú niektoré aktuálne limity pre populárne regulátory:
Model regulátora |
Typický maximálny výstupný prúd |
78L05 |
100 mA až 150 mA |
LM7805 |
1 A |
78M05 |
0,5 A |
78S05 |
2 A |
78T05 |
Až 3 A |
Tip: Aktuálny limit si vždy pozrite v údajovom liste. To vám pomôže vybrať správnu časť pre váš projekt.
Tepelná odstávka
Tepelné vypnutie chráni váš regulátor pred prehriatím. Ak sa vnútro regulátora príliš zahreje, vypne sa alebo zníži výstupný prúd. To chráni váš obvod pred poškodením teplom. Na to nepotrebujete extra diely. Regulátor to robí sám. Váš okruh zostane v bezpečí, aj keď sa zahreje alebo zvýši záťaž.
Zabudovaná tepelná ochrana proti preťaženiu pôsobí rýchlo, keď sa zahreje.
Po vychladnutí regulátor opäť funguje.
Regulácia napätia
Regulácia napätia dáva vášmu obvodu stabilné výstupné napätie. Regulátor využíva spätnoväzbové slučky a riadiace obvody na udržanie stabilného napätia. Zmeny vstupného napätia alebo záťaže nemenia výstup príliš. Vaše zariadenia získajú spoľahlivé napájanie. Typ regulátora, ako je pevný alebo nastaviteľný, mení, ako dobre riadi napätie. Regulátory nízkeho výpadku (LDO) fungujú dobre, keď je vstupné napätie blízke výstupnému napätiu.
Niektoré veci, ktoré ovplyvňujú reguláciu napätia, sú:
Typ regulátora (pevný, nastaviteľný, LDO)
Vnútorné spätnoväzbové a riadiace obvody
Výpadkové napätie
Zmeny záťaže a vstupného napätia
Vlastnosti tepelnej ochrany
Poznámka: Integrované obvody regulátora napätia Donghai Semiconductor poskytujú stabilné napätie, silné obmedzenie prúdu a automatické tepelné vypnutie. Tieto funkcie vám pomôžu vytvoriť bezpečné a spoľahlivé elektronické obvody.
Stratový výkon a chladič
Keď používate trojsvorkový regulátor, musíte myslieť na teplo. Regulátory menia extra napätie na teplo. Ak toto teplo neovládate, vaše zariadenie sa môže príliš zahriať. Môže to prestať fungovať. Donghai Semiconductor vám pomôže naučiť sa, ako udržiavať regulátor chladný a bezpečný.
Výpočet straty energie
Koľko tepla vyrobí váš regulátor, zistíte jednoduchým vzorcom. Odčítajte výstupné napätie od vstupného napätia. Potom toto číslo vynásobte prúdom, ktorý vaša záťaž používa. To ukazuje, koľko energie sa stratí ako teplo.
Napríklad, ak je vaše vstupné napätie 5V a výstupné napätie je 3,6V a vaša záťaž používa 140mA, urobte toto:
Strata energie = (5V – 3,6V) × 0,14A = 0,196W
To znamená, že váš regulátor vytvára 0,196 wattu tepla. Ak je váš zaťažovací prúd oveľa väčší ako pokojový prúd, malý prúd navyše môžete ignorovať. Vždy skontrolujte najhoršiu situáciu. Ak sa zvýši vaše vstupné napätie alebo sa zvýši zaťaženie, teplo sa zvýši. Musíte sa uistiť, že váš regulátor toto teplo zvládne.
Tip: Na rýchle kontroly použite vzorec Strata energie = (Vin - Vout) × Iload. Vždy plánujte najvyššie zaťaženie, ktoré môže mať váš okruh.
Výber chladiča
Ak váš regulátor vytvára veľa tepla, potrebujete chladič. Chladič je kovový kus, ktorý pomáha odvádzať teplo od regulátora. Môžete použiť zloženú hliníkovú krabicu alebo kovové puzdro vášho zariadenia. Na ochranu regulátora pred elektrickými skratmi použite izolačné podložky a sľudové fólie.
Ak sa váš regulátor veľmi zahrieva, použite väčší chladič alebo ho umiestnite na kryt. Dobré prúdenie vzduchu pomáha ochladiť veci. Niekedy môžete použiť odpor pred regulátorom na zníženie napätia a zdieľanie tepla. To vám umožní použiť menší chladič na regulátore.
Tu je niekoľko tipov na výber chladiča:
Pre lepšie chladenie použite veľký kovový kus.
Uistite sa, že sa chladič nedotýka žiadnych elektrických častí.
Ak môžete, pridajte prúd vzduchu.
V prípade potreby zdieľajte teplo s odpormi.
Stratový výkon (W) |
Odporúčanie chladiča |
< 0,5 |
Malý kovový štítok alebo meď PCB |
0,5 – 1,5 |
Skladaný hliník alebo malý rebrovaný |
> 1,5 |
Veľký vonkajší chladič, prúdenie vzduchu |
Poznámka: Donghai Semiconductor navrhuje regulátory tak, aby fungovali s mnohými typmi chladičov. Pokyny na montáž vždy nájdete v údajovom liste regulátora.
Dobrý chladič udržuje váš regulátor chladný. Váš okruh vydrží dlhšie a bude fungovať lepšie. Chránite svoje zariadenia a získate najlepší výkon z vášho trojsvorkového regulátora.
Aplikačné obvody
V Donghai Semiconductor existuje mnoho spôsobov, ako použiť regulátor s tromi svorkami. Môžete vytvoriť zdroj s premenlivým napätím. Môžete tiež zvýšiť výstupný prúd alebo opraviť bežné problémy. Pozrime sa na niektoré populárne príklady obvodov.
Napájanie s premenlivým napätím
Pomocou LM317 môžete vytvoriť zdroj s premenlivým napätím. Toto nastavenie vám umožňuje zmeniť výstupné napätie pre rôzne potreby. Urobíte to takto:
Pripojte vstupný kolík LM317 k vášmu zdroju jednosmerného prúdu.
Použite dva odpory. R1 prechádza z nastavovacieho kolíka na zem. R2 prechádza z výstupného kolíka na nastavovací kolík.
Výstupné napätie používa tento vzorec:
Vout = 1,25 V × (1 + R2/R1)
Ak použijete potenciometer pre R2, môžete nastaviť napätie.
Pridajte vstupné a výstupné kondenzátory blízko kolíkov pre lepšiu stabilitu.
Výstup si môžete nastaviť od 1,25V až do cca 30V. To závisí od vášho vstupného napätia. Tento zdroj je vhodný na testovanie obvodov, nabíjanie batérií alebo napájanie zariadení, ktoré potrebujú rôzne napätia. Môžete tiež použiť dva LM317 na riadenie prúdu aj napätia. Vždy používajte chladič, aby bol regulátor chladný.
Bežné použitie napájacieho zdroja s premenlivým napätím:
Zvýšenie výstupného prúdu
Niekedy potrebujete viac prúdu, ako môže poskytnúť jeden regulátor. Výstupný prúd môžete zvýšiť pridaním výkonového tranzistora. Tu je jednoduchý spôsob, ako to urobiť:
Ako pomocníka použite tranzistor PNP alebo NPN.
Vložte odpor medzi výstup regulátora a základňu tranzistora na snímanie prúdu.
Keď záťaž potrebuje väčší prúd, tranzistor ho pomáha dodávať.
Táto metóda umožňuje, aby váš napájací zdroj poskytoval viac prúdu. K tranzistoru vždy pridajte chladič. Použite ochranné diódy a skontrolujte, či sa tranzistor príliš nezohrieva. Toto nastavenie sa používa v napájacích zdrojoch pre väčšie zaťaženia.
Tipy na riešenie problémov
Môžete mať problémy s obvodom. Tu je niekoľko krokov, ktoré vám ich pomôžu opraviť:
Skontrolujte, či je vaše vstupné napätie stabilné a dostatočne vysoké.
Uistite sa, že vstupné a výstupné kondenzátory majú správnu hodnotu a sú blízko regulátora.
Skontrolujte všetky vodiče a spájkované spoje, či sú správne pripojenia.
Uistite sa, že záťažový prúd neprekračuje menovitý výkon regulátora.
Na zastavenie prehrievania použite dobrý chladič.
Pozrite sa na poškodenie, ako je výstupné napätie zodpovedajúce vstupu alebo žiadna regulácia.
V prípade potreby vymeňte poškodené časti.
Tip: Ak vaše výstupné napätie nie je stabilné, skúste väčšie kondenzátory alebo ich presuňte bližšie ku kolíkom regulátora.
Tieto tipy pomáhajú vašim trojpólovým regulačným obvodom správne fungovať. Ak chcete dosiahnuť dobré výsledky, vždy dodržiavajte osvedčené postupy a kontrolujte svoju prácu. V Donghai Semiconductor vám odporúčame použiť naše regulátory pre váš ďalší projekt napájacieho zdroja s premenlivým alebo pevným napätím. Vyskúšajte tieto nápady na obvody a uvidíte, aké ľahké je získať stabilný, nastaviteľný výkon pre vašu elektroniku.
Môžete dosiahnuť dobré výsledky s trojpólovými regulátormi, ak budete postupovať podľa niekoľkých jednoduchých krokov. Zvoľte vstupné napätie, ktoré je o 2 až 3 volty vyššie ako váš výstup. Vstupné a výstupné kondenzátory umiestnite blízko ku kolíkom. To pomáha znižovať hluk vo vašom obvode. Použite chladič na zvládnutie dodatočného tepla zo straty energie. Pred zapnutím obvodu si vždy prečítajte údajový list a skontrolujte zapojenie. Otestujte svoj obvod so skutočným zaťažením, aby ste sa uistili, že funguje správne. Ďalšiu pomoc nájdete v údajových listoch a učebných príručkách. Donghai Semiconductor navrhuje tieto tipy, aby vaše obvody zostali v bezpečí a fungovali dobre.
FAQ
Ako si vyberiete správny trojsvorkový regulátor pre váš projekt?
Najprv premýšľajte o tom, aké napätie potrebujete. Ďalej skontrolujte, koľko prúdu používa váš obvod. Potom vyberte pevný alebo nastaviteľný regulátor. Donghai Semiconductor má veľa možností pre elektroniku, továrne a autá.
Čo sa stane, ak pripojíte kolíky nesprávne?
Váš okruh nemusí vôbec fungovať. Mohli by ste získať žiadne napätie alebo nesprávne napätie. Pred začatím zapojenia si vždy prečítajte údajový list a skontrolujte rozloženie kolíkov.
Prečo potrebujete kondenzátory s regulátorom napätia?
Kondenzátory pomáhajú udržiavať stabilné napätie. Blokujú hluk a zastavujú napäťové špičky. Pre dosiahnutie najlepších výsledkov ich umiestnite blízko ku kolíkom regulátora.
Môžete použiť trojpólový regulátor na nabíjanie batérie?
Áno, na nabíjanie batérií môžete použiť nastaviteľné regulátory ako LM317. Nastavte výstupné napätie tak, aby zodpovedalo vašej batérii. Počas nabíjania vždy sledujte teplotu a prúd.
Ako udržujete regulátor chladný počas prevádzky?
Na odvádzanie tepla použite chladič alebo kovovú plôšku. Uistite sa, že okolo regulátora môže prúdiť vzduch. Zistite, koľko energie sa stráca a vyberte správnu veľkosť chladiča.
