In der Elektronik ist ein geradliniger Gangregler ein Bestandteil, der verwendet ist, um eine unveränderliche Stromspannung aufrechtzuerhalten. Der Widerstand des Gangreglers ändert sich in Übereinstimmung mit der Last, die auf eine unveränderliche Produktionsstromspannung hinausläuft. Im Gegensatz ist der umschaltende Gangregler nichts anderes als gerade ein einfacher Schalter. Dieser Schalter geht weiter und von an einer festen Rate gewöhnlich zwischen 50 Kilohertz bis 100 Kilohertz, wie gesetzt, durch den Stromkreis. Das Regulierungsgerät wird gemacht, wie ein variabler Widerstand zu handeln, unaufhörlich ein Spannungsteiler-Netz anpassend, um eine unveränderliche Produktionsstromspannung aufrechtzuerhalten. Der primäre Vorteil eines umschaltenden Gangreglers über den geradlinigen Gangregler ist sehr hohe Leistungsfähigkeit, viel weniger Hitze und kleinere Größe.

Übersicht

Der Transistor (oder anderes Gerät) wird als eine Hälfte eines potenziellen Teilers verwendet, um die geregelte Produktionsstromspannung zu gründen. Die Produktionsstromspannung ist im Vergleich zu einer Bezugsstromspannung, um ein Kontrollsignal zum Transistor zu erzeugen, der sein Tor oder Basis steuern wird. Mit dem negativen Feed-Back und der guten Wahl der Entschädigung wird die Produktionsstromspannung vernünftig unveränderlich behalten. Geradlinige Gangregler sind häufig ineffizient: Da der Transistor wie ein Widerstand handelt, wird er elektrische Energie durch das Umwandeln davon vergeuden, um zu heizen. Tatsächlich ist der Macht-Verlust wegen der Heizung im Transistor die aktuellen Zeiten die über den Transistor fallen gelassene Stromspannung. Dieselbe Funktion kann häufig viel effizienter durch eine Macht-Versorgung der geschalteten Weise durchgeführt werden, aber ein geradliniger Gangregler kann für leichte Lasten bevorzugt werden, oder wo sich die gewünschte Produktionsstromspannung der Quellstromspannung nähert. In diesen Fällen kann der geradlinige Gangregler weniger Macht zerstreuen als ein Schalter. Der geradlinige Gangregler ist auch im Vorteil, magnetische Geräte nicht zu verlangen (Induktoren oder Transformatoren), der relativ teuer oder umfangreich sein kann, häufig vom einfacheren Design seiend, und ruhiger zu sein.

Geradlinige Gangregler bestehen in zwei grundlegenden Formen: Reihe-Gangregler und Rangieren-Gangregler.

• Reihe-Gangregler sind mehr Standardform. Die Reihe-Gangregler-Arbeiten durch die Versorgung eines Pfads von der Versorgungsstromspannung bis die Last durch einen variablen Widerstand (ist der Haupttransistor in der "Spitzenhälfte" des Spannungsteilers). Die durch das Regulierungsgerät zerstreute Macht ist den Macht-Versorgungsproduktionsstrom-Zeiten der Spannungsabfall im Regulierungsgerät gleich.
• Die Rangieren-Gangregler-Arbeiten durch die Versorgung eines Pfads von der Versorgungsstromspannung, um sich durch einen variablen Widerstand zu gründen (ist der Haupttransistor im "Boden Hälfte" des Spannungsteilers). Der Strom durch den Rangieren-Gangregler wird weg von der Last abgelenkt und fließt nutzlos, um sich zu gründen, diese Form noch weniger effizient machend, als der Reihe-Gangregler. Es ist jedoch, einfacher, manchmal aus gerade einer Stromspannungsverweisungsdiode bestehend, und wird in sehr Niedrigenergiestromkreisen verwendet, wo der vergeudete Strom zu klein ist, um von Bedeutung zu sein. Diese Form ist für Stromspannungsbezugsstromkreise sehr üblich.

Alle geradlinigen Gangregler verlangen eine Eingangsstromspannung mindestens ein minimaler Betrag höher als die gewünschte Produktionsstromspannung. Dieser minimale Betrag wird die Schulabbrecher-Stromspannung genannt. Zum Beispiel hat ein allgemeiner Gangregler wie die 7805 eine Produktionsstromspannung 5V, aber kann nur das aufrechterhalten, wenn die Eingangsstromspannung oben über 7V bleibt, bevor die Produktionsstromspannung sich senkend unter der steuerpflichtigen Produktion beginnt. Seine Schulabbrecher-Stromspannung ist deshalb 7V - 5V = 2V. Wenn die Versorgungsstromspannung weniger ist als über 2V über der gewünschten Produktionsstromspannung, wie im Mikroprozessor-Macht-Bedarf der niedrigen Stromspannung der Fall ist, müssen so genannte niedrige Schulabbrecher-Gangregler (LDOs) verwendet werden.

Wenn man eine Produktionsstromspannung höher will als die verfügbare Eingangsstromspannung, wird kein geradliniger Gangregler (nicht sogar ein LDO) arbeiten. In dieser Situation muss ein umschaltender Gangregler verwendet werden.

Einfacher Zener Gangregler

Das Image zeigt einen einfachen Stromspannungsgangregler von Zener. Es ist ein Rangieren-Gangregler und funktioniert über die Diode-Handlung von Zener, eine unveränderliche Stromspannung über sich aufrechtzuerhalten, wenn der Strom dadurch genügend ist, es ins Durchbruchsgebiet von Zener zu nehmen. Der Widerstand-R1 liefert den Strom von Zener I, sowie der Laststrom I (ist R2 die Last). R1 kann als - berechnet werden

wo, V die Stromspannung von Zener ist, und ich der erforderliche Laststrom bin.

Dieser Gangregler wird für sehr einfache niedrige Macht-Anwendungen verwendet, wo die beteiligten Ströme sehr klein sind und die Last über die Diode von Zener (wie Stromspannungsverweisung oder Stromspannungsquellstromkreise) festgeschaltet ist. Sobald R1 berechnet worden ist, wird das Entfernen von R2 den Volllast-Strom (plus der Strom von Zener) veranlassen, durch die Diode zu fließen, und kann den maximalen Strom der Diode überschreiten, der dadurch das Beschädigen davon abschätzt. Die Regulierung dieses Stromkreises ist auch nicht besonders gut, weil sich der Strom von Zener (und folglich die Stromspannung von Zener) je nachdem V und umgekehrt abhängig vom Laststrom ändern wird.

Einfacher Reihe-Gangregler

Das Hinzufügen einer Emitter-Anhänger-Bühne zum einfachen Gangregler von Zener bildet einen einfachen Reihe-Stromspannungsgangregler und verbessert wesentlich die Regulierung des Stromkreises. Hier, der Laststrom ich werde durch den Transistor versorgt, dessen Basis jetzt mit der Diode von Zener verbunden wird. So bildet der Grundstrom des Transistors (I) den Laststrom für die Diode von Zener und ist viel kleiner als der Strom durch R2. Dieser Gangregler wird als "Reihe" klassifiziert, weil das Regulierungselement, nämlich, der Transistor, der Reihe nach mit der Last erscheint.

R1 setzt den Strom von Zener (I) und wird als - bestimmt

wo, V die Stromspannung von Zener ist, bin ich der Grundstrom und K des Transistors = 1.2 zu 2 (um sicherzustellen, dass R1 für entsprechenden I niedrig genug ist).

wo,

Ich bin der erforderliche Laststrom und bin auch der Emitter-Strom des Transistors (angenommen, dem Sammler-Strom gleich zu sein), und h ist der minimale annehmbare Gleichstrom-Strom-Gewinn für den Transistor.

Dieser Stromkreis hat viel bessere Regulierung als der einfache Gangregler von Zener, da der Grundstrom des Transistors eine sehr leichte Last auf Zener bildet, dadurch Schwankung in der Stromspannung von Zener wegen der Schwankung in der Last minimierend. Bemerken Sie, dass die Produktionsstromspannung immer über 0.65V weniger sein wird als Zener wegen des V Falls des Transistors. Obwohl dieser Stromkreis gute Regulierung hat, ist es noch zur Last und Versorgungsschwankung empfindlich. Das kann durch das Verbinden negativen Feed-Back-Schaltsystemes darin aufgelöst werden. Dieser Gangregler wird häufig als ein "Vorgangregler" in fortgeschritteneren Reihe-Stromspannungsgangregler-Stromkreisen verwendet.

Der Stromkreis wird regulierbar durch das Hinzufügen eines Topfs über Zener, das Bewegen der Transistor-Grundverbindung von der Spitze von Zener dem Topf-Scheibenwischer sogleich gemacht. Es kann regulierbarer Schritt durch die Schaltung in verschiedenem Zeners gemacht werden. Schließlich wird es gelegentlich mikroregulierbar durch das Hinzufügen eines niedrigen Werttopfs der Reihe nach mit Zener gemacht; das erlaubt ein bisschen Stromspannungsanpassung, aber erniedrigt Regulierung.

Das Verwenden eines geradlinigen Gangreglers

Geradlinige Gangregler können mit getrennten Bestandteilen gebaut werden, aber werden gewöhnlich in einheitlichen Stromkreis-Formen gestoßen. Die allgemeinsten geradlinigen Gangregler sind einheitliche Drei-Terminals-Stromkreise im TO220 Paket. (ZU - ist 220 Paket dieselbe Art, dass viele Transistoren der mittleren Macht allgemein eingehen: Drei Beine in einer Gerade, die von einem schwarzen Plastik hervortritt, haben Fall mit einem Metall backplate geformt, der ein Loch hat, um zu einem heatsink durchzugehen).

Allgemeine Halbleiterreihe-Stromspannungsgangregler sind der LM78xx (für positive Stromspannungen) und LM79xx (für negative Stromspannungen), und allgemeine feste Stromspannungen sind 5 V (für Logikstromkreise des Transistor-Transistors) und 12 V (für Kommunikationsstromkreise und peripherische Geräte wie Laufwerke). In festen Stromspannungsgangreglern wird die Bezugsnadel an den Boden gebunden, wohingegen in variablen Gangreglern die Bezugsnadel mit dem Zentrum-Punkt eines festen oder variablen durch die Produktion des Gangreglers gefütterten Spannungsteilers verbunden wird. Ein variabler Spannungsteiler (wie ein potentiometer) erlaubt dem Benutzer, die geregelte Stromspannung anzupassen.

Feste Gangregler

"Feste" geradlinige Drei-Terminals-Gangregler sind allgemein verfügbar, um befestigte Stromspannungen plus 3 V, und plus oder minus 5 V, 6V, 9 V, 12 V, oder 15 V zu erzeugen

wenn die Last weniger als 1.5 Ampere ist.

"78xx" regeln Reihen (7805, 7812, usw.) positive Stromspannungen, während "79xx" Reihen (7905, 7912, usw.) negative Stromspannungen regeln. Häufig sind die letzten zwei Ziffern der Gerät-Zahl die Produktionsstromspannung; z.B, 7805 ist +5 V Gangregler, während 7915-15 V Gangregler sind. Es gibt Varianten auf 78xx Reihe ICs, solcher als 78L und 78, von denen einige bis zu 1.5 Ampere liefern können.

Anpassung fester Gangregler

Durch das Hinzufügen eines zusätzlichen Stromkreis-Elements zu einer festen Stromspannung IC Gangregler ist es möglich, die Produktionsstromspannung anzupassen. Zwei Beispiel-Methoden werden unten verzeichnet.

1. Eine zener Diode oder Widerstand können zwischen dem Boden-Terminal und Boden des IC hinzugefügt werden. Widerstände sind annehmbar, wo Boden-Strom unveränderlich ist, aber für Gangregler mit dem unterschiedlichen Boden-Strom ungeeignet ist. Durch die Schaltung in verschiedenem zeners, Dioden oder Widerständen, kann die Produktionsstromspannung auf eine schrittweise Mode angepasst werden.

2. Ein potentiometer kann der Reihe nach mit dem Boden-Terminal gelegt werden, um die Produktionsstromspannung veränderlich zu vergrößern. Jedoch erniedrigt diese Methode Regulierung, und ist für Gangregler mit dem unterschiedlichen Boden-Strom nicht passend.

Regulierbare Gangregler

Produktstart

Der regulierbare geradlinige Gangregler IC noch im Gebrauch hat heute zuerst am 12. April 1977 in einem Artikel Electronic Design betitelt "Von Festen IC Gangreglern Lose Brechung" debütiert. Der Artikel wurde von Robert Dobkin, einem IC Entwerfer geschrieben, der dann für Nationalen Halbleiter arbeitet. Späterer linker Staatsangehöriger von Dobkin 1981 zur gefundenen Geradlinigen Technologie, wo er zurzeit erster Technologieoffizier ist.

Operation

Für durch den Standard nicht zur Verfügung gestellte Produktionsstromspannungen hat Gangregler und Lastströme von weniger als 7 Ampere befestigt, allgemein verfügbare "regulierbare" geradlinige Drei-Terminals-Gangregler können verwendet werden. Ein regulierbarer Gangregler erzeugt eine feste niedrige nominelle Stromspannung zwischen seiner Produktion und seinem, 'pass' Terminal (gleichwertig zum Boden-Terminal in einem festen Gangregler) 'an'. "317" regelt Reihe (+1.25V) positive Stromspannungen, während "337" Reihe (-1.25v) negative Stromspannungen regelt.

Ein Filterkondensator muss auf dem Eingang zum Gangregler gelegt werden, um zu helfen, die 50-hz- oder 60-Hz-Hauptversorgungskräuselung herauszufiltern.

Die Anpassung wird durch das Konstruieren eines potenziellen Teilers mit seinen Enden zwischen der Gangregler-Produktion und dem Boden und seinem mit dem 'anpassen' Terminal des Gangreglers verbundenen Zentrum-Klaps durchgeführt. Das Verhältnis von Widerständen bestimmt die Produktionsstromspannung mit denselben Feed-Back-Mechanismen beschrieben früher.

Komplizierte Macht-Voraussetzungen (z.B haben Op-Ampere-Stromkreise, die brauchen, positiven und negativen Gleichstrom-Bedarf verglichen), sind schwieriger, aber einzelne IC regulierbare verfolgende Doppelgangregler sind verfügbar. Einige haben sogar selectable Strom, der ebenso beschränkt. Ein Beispiel ist 419x Reihe.

Bemerken Sie, dass einige Gangregler, wie der LM317, eine minimale Last verlangen.

Schutz

Geradlinige IC Stromspannungsgangregler können eine Vielfalt von Schutzmethoden einschließen:

• Strom, der beschränkt
• Mithörmöglichkeit
• Thermalstilllegung
• sicherer Bereichsschutz

Manchmal wird Außenschutz, wie Brecheisen-Schutz verwendet

Andere Geräte

Kompliziertere Gangregler sind in Paketen mit mehr als drei Nadeln einschließlich Doppelreihenpakete verfügbar.

Siehe auch

• Stromspannungsgangregler
• Stromspannungsverweisung von Bandgap
• LM317
• Verweisung von Brokaw bandgap
• Macht der geschalteten Weise liefert
• Gangregler des niedrigen Schulabbrechers

Links

• "Gangregler von Zener" an der Hyperphysik
• Das geradlinige Stromspannungsgangregler-Tutorvideo in HD Schließt praktische Beispiele Ein.
• ECE 327: LM317 Bandgap Stromspannungsbezugsbeispiel - Kurze Erklärung des temperaturunabhängigen bandgap Bezugsstromkreises innerhalb des LM317.
• ECE 327: Verfahren für das Stromspannungsgangregler-Laboratorium - Geben schematics, Erklärungen, und analysieren für Rangieren-Gangregler von Zener, Reihe-Gangregler, Feed-Back-Reihe-Gangregler, Feed-Back-Reihe-Gangregler mit dem aktuellen Begrenzen und Feed-Back-Reihe-Gangregler mit der aktuellen Mithörmöglichkeit. Auch bespricht den richtigen Gebrauch des integrierten Stromkreises des LM317 bandgap Stromspannungsverweisung und Umleitungskondensatoren.
• ECE 327: Berichtsstrategien für das Stromspannungsgangregler-Laboratorium - Geben mehr ausführlich berichtete quantitative Analyse des Verhaltens von mehrerem Rangieren und Reihe-Gangreglern in und aus normalen Betriebsreihen.
• "7A SPX1580 Gangregler"