วันจันทร์ที่ 6 มิถุนายน พ.ศ. 2554

ไอซีเร็กกูเลเตอร์ (IC Regulator)

 ไอซีเร็กกูเลเตอร์ (IC Regulator) 
1. เร็กกูเลเตอร์แบบขนาน (Shunt Regulator)
                การทำงานของวงจรเร็กกูเลเตอร์แบบขนานดังรูปที่ 1 โดยมีแรงดันอินพุท VIN จ่ายให้กับวงจร มีตัวต้านทาน RS ทำหน้าที่ในการจำกัดกระแสที่จะไหลผ่านวงจรทั้งหมด ตัวต้านทานที่ปรับค่าได้ RP จะทำการปรับค่าเองโดยอัตโนมัติเพื่อให้แรงดันที่เอาท์พุทคงที่ตลอด สมการของแรงดันเอาท์พุท   VO = VIN – RS (IO + IP)

รูปที่ 1 แสดงแผนผังการทำงานของเร็กกูเลเตอร์แบบขนาน

                ตัวอย่างของวงจรประเภทนี้ได้แก่วงจรเร็กกูเลเตอร์ที่ใช้ตัวต้านทานต่อกับซีเนอร์ไดโอด ซึ่ง RP ในที่นี้ก็คือซีเนอร์ไดโอดนั่นเอง

2. เร็กกูเลเตอร์แบบอนุกรม (Series Regulator)

                หลักการทำงานของเร็กกูเลเตอร์แบบอนุกรมนี้ แสดงในรูปที่ 2 โดยมีการจ่ายแรงดันที่ยังไม่ได้มีการเร็กกูเลทไปยัง RP โดย RP จะปรับค่าความต้านทานของตัวเองได้อัตโนมัติ ทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมที่ RP ค่าหนึ่ง จะได้แรงดันเอาท์พุทเท่ากับ แรงดันอินพุทลบด้วยแรงดันตกคร่อมในตัวเร็กกูเลเตอร์ ซึ่งผลของการปรับค่า RP ที่ถูกต้อง ก็จะทำให้ได้แรงดันเอาท์พุทตามที่ต้องการ และจากหลักการทำงานของเร็กกูเลเตอร์ชนิดนี้เองที่ได้นำมาประยุกต์ทำเป็นไอซีเร็กกูเลเตอร์เบอร์ต่างๆ ทั้งเบอร์ 78XX เบอร์ 79XX และอื่นๆ อีก


รูปที่ 2 แสดงแผนผังการทำงานของเร็กกูเลเตอร์แบบอนุกรม

3. แผนผังวงจรพื้นฐานของเร็กกูเลเตอร์แบบอนุกรม
                แผนผังวงจรพื้นฐานของเร็กกูเลเตอร์ชนิดนี้ สามารถแบ่งออกได้ 3 ภาค ดังแสดงในรูปที่ 3 ประกอบไปด้วย
                1.       วงจรแรงดันอ้างอิง (Voltage Referent) ซึ่งเป็นส่วนที่เป็นอิสระต่อทั้งอุณหภูมิและแรงดันที่จ่ายให้กับเร็กกูเลเตอร์
                2.       วงจรขยายความผิดพลาด (Error Amplifier) ทำหน้าที่คอยเปรียบเทียบแรงดัน ระหว่างแรงดันอ้างอิงและสัดส่วนของแรงดันเอาท์พุท ที่ป้อนกลับมาที่ขาอินเวอร์ติ้งของออปแอมป์
                3.       ซีรีส์พาสทรานซิสเตอร์ (Series Transistor) ทำหน้าที่จ่ายกระแสเอาท์พุทให้เพียงพอกับความต้องการองโหลด

                เมื่อป้อนแรงดันอินพุทให้กับไอซีเร็กกูเลเตอร์ แรงดันเอาท์พุทจะถูกป้อนมายังอินพุทโดย R1 และ R2 ทำหน้าที่เป็นวงจรแบ่งแรงดัน ซึ่งแรงดันที่ตกคร่อม R2 จะเป็นสัดส่วนกับแรงดันที่เอาท์พุท วงจรขยายความผิดพลาดจะทำหน้าที่รักษาสัดส่วนของแรงดันอ้างอิงกับแรงดันที่ตกคร่อม R2 ให้เท่ากัน
                ถ้าแรงดัน VR2 มากกว่า VREF วงจรขยายความผิดพลาดจะลดระดับการขยายสัญญาณเอาท์พุท ทำให้ทรานซิสเตอร์จ่ายกระแสลดลงเป็นผลให้แรงดันเอาท์พุทที่จ่ายให้โหลดลดลงด้วย
                ถ้าแรงดัน VR2 น้อยกว่า VREF วงจรขยายความผิดพลาดจะเพิ่มระดับการขยายสัญญาณเอาท์พุท ทำให้ทรานซิสเตอร์จ่ายกระแสเพิ่มขึ้น เป็นผลให้แรงดันเอาท์พุทที่จ่ายให้โหลดเพิ่มขึ้นด้วย



รูปที่ 3 แสดงแผนผังวงจรพื้นฐานของเร็กกูเลเตอร์แบบอนุกรม


4. ไอซีเร็กกูเลเตอร์สามขาชนิดจ่ายแรงดันคงที่
                ไอซีเร็กกูเลเตอร์ภายในประกอบด้วยวงจรเร็กกูเลเตอร์แบบอนุกรม มีขาต่อใช้งาน 3 ขา ประกอบด้วยขา อินพุท เอาท์พุท และกราวด์ ซึ่งจะจ่ายแรงดันค่าใดค่าหนึ่งโดยเฉพาะ โดยรวมเอาส่วนของวงจรป้อนกลับที่ประกอบด้วย R1 และ R2 ดังรูปที่ 3 เข้าไว้เป็นส่วนหนึ่งของไอซี ซึ่งจุดนี้นี่เองที่แตกต่างไปจากไอซีเร็กกูเลเตอร์ที่ปรับค่าได้


รูปที่ 4 แสดงการต่อไอซีเร็กกูเลตอร์ใช้งานแบบง่ายๆ

                จุดเด่นของไอซีเร็กกูเลเตอร์ค่าคงที่นี้คือ สามารถต่อวงจรได้ง่ายไม่ต้องต่ออุปกรณ์ภายนอกเพิ่มเติมมากนัก ตัวอย่างวงจรการใช้งาน ดังแสดงในรูปที่ 4 ในการต่อวงจรบางครั้งจำเป็นต้องต่อไอซีเร็กกูเลเตอร์ห่างจากแหล่งจ่ายไฟอินพุทเกิน 5 เซนติเมตร จึงควรใส่ตัวเก็บประจุอิเล็กทรอไลต์ ขนาดประมาณ 10 ไมโครฟารัด สักตัวไว้ด้านอินพุท เพื่อป้องกันการเกิดออสซิลเลตที่ความถี่สูง ซึ่งจะทำให้วงจรขาดเสถียรภาพ เอาท์พุทที่ออกจากไอซีเร็กกูเลเตอร์ จะได้แรงดันเอาท์พุทที่เรียบพอสมควรอยู่แล้ว แต่อาจจะใส่ตัวเก็บประจุที่มีค่าประมาณ 100 ไมโครฟารัด เพื่อช่วยปรับปรุงแรงดันให้เรียบขึ้น ถึงแม้ว่าแรงดันไอซีเร็กกูเลเตอร์ชนิดนี้จะให้แรงดันเอาท์พุทคงที่ มีเบอร์ให้เลือกแรงดันเอาท์พุทได้คงที่หลายเบอร์เช่น  5 V, 5.2 V, 6V, 8V, 10V, 12V, 15V, 18V และ 24V กระแสเอาท์พุทตั้งแต่ 10 มิลลิแอมป์ถึง 3 แอมป์ และมีให้เลือกทั้งชนิดเร็กกูเลเตอร์ไฟบวกและเร็กกูเลเตอร์ไฟลบ

                            

รูปที่ 5 แสดงตำแหน่งขาของ IC Regulator เบอร์ 78xx และ 79xx

ตารางสรุปรวมเบอร์ไอซีเร็กกูเลเตอร์

เบอร์
แรงดันเอาท์พุท
อุณหภูมิรอยต่อ*
กระแสเอาท์พุทสูงสุด(mA)
กระแสสูงสุดเมื่อมีโหลด(mA)
แรงดันอินพุท
แรงะดันตกคร่อม
เร็กกูเลเตอร์กระแสบวกคงที่ 100 mA
78L26
2.6
C
100
50
4.8 to 35
2.2
78L05
5.0
C
150
60
7.2 to 35
2.2
78L62
6.2
C
175
80
10.4 to 35
2.2
78L82
10.2
C
175
80
10.4 to 35
2.2
78L09
9.0
C
188
90
11.2 to 35
2.2
78L12
12
C
250
100
14.2 to 35
2.2
เร็กกูเลเตอร์กระแสบวกคงที่ 500 mA
78M05
5.0
M
50
50
10.0 to 35
2.5
78M05
5.0
C
100
100
7.5 to 35
2.5
78M06
6.0
M
60
60
10.0 to 35
2.5
78M06
6.0
C
100
120
10.5 to 35
2.5
78M08
10.0
M
60
80
11 to 35
2.5
78M08
10.0
C
100
160
10.5 to 35
2.5
78M12
12
M
60
120
15 to 35
2.5
เร็กกูเลเตอร์กระแสลบ คงที่ 500 mA
78M05
-5.0
M
50
100
-7.5 to -35
2.5
78M05
-5.0
C
50
100
-7.3 to -35
2.5
78M06
-6.0
M
60
120
-10.5 to -35
2.3
78M06
-6.0
C
60
120
-10.3 to -35
2.5
78M08
-10.0
M
80
160
-10.5 to -35
2.5
78M08
-10.0
C
80
160
-10.3 to -35
2.3
78M12
-12
M
80
240
14.5 to -35
2.5
78M12
-12
C
80
240
-14.3 to -35
2.3
เร็กกูเลเตอร์กระแสบวกคงที่ 1.0A
7805
5.0
M
50
50
10.0 to 35
3.0
7805
5.0
C
100
100
7.5 to 35
2.5
7806
6.0
M
60
60
9.0 to 35
3.0
7806
6.0
C
120
120
10.5 to 35
2.5
7808
10.0
M
80
80
11 to 35
3.0
7808
10.0
C
160
160
10.5 to 35
2.5
7812
12
M
120
120
15 to 35
3.0
เร็กกูเลเตอร์กระแสลบคงที่ 1.0A
7905
-5.0
M
50
50
-7.8 to -35
2.8
7905
-5.0
C
100
100
-7.3 to -35
2.3
7906
-6.0
M
60
60
-10.8 to -35
2.8
7906
-6.0
C
120
120
-10.3 to -35
2.3
7908
-10.0
M
80
80
10.8 to -35
2.8
7908
-10.0
C
160
160
10.2 to -35
2.3
7912
-12
M
120
120
14.8 to -35
2.8
เร็กกูเลเตอร์กระแสบวกคงที่ 3.0A
LM123
5.0
M
25
100
7.5 to 20
2.5
LM223
5.0
M
25
100
7.5 to 20
2.5


    * C = C To + C
       M = C To + C
เขียนโดย ที่
ป้ายกำกับ: ,

1 ความคิดเห็น:

สมัครสมาชิก: ส่งความคิดเห็น (Atom)