Hoe werken de meeste spanningsregelaar-IC's? Zijn ze hetzelfde als het aansluiten van een variabele weerstand en een voltmeter en het draaien van de knop tot je de gewenste spanning krijgt?
Spanningsregelaars bereiken "stijfheid" via een terugkoppelingsregellus, waarbij "stijfheid" betekent dat een grote verandering in belastingsstroom een kleine verandering in spanning veroorzaakt.
Zowel schakelende als lineaire regelaars bevatten een regellus (historisch analoog ... sommige van de nieuwere switchers gebruiken digitale regellussen) om een parameter van het circuit aan te passen zodat de uitgangsspanning constant blijft in de aanwezigheid van veranderingen in laadstroom en ingangsspanning.
In een lineaire regelaar is de circuitparameter het doorlaattransistor-stuurcircuit (dat basisstroom produceert voor een NPN / PNP-vermogenstransistor, poortspanning voor een MOSFET).
In een schakelen regelaar de circuitparameter is de werkcyclus van het / de schakelelement (en).
Er zijn dus echt twee gebieden die u moet begrijpen als u in detail wilt treden over hoe regelaars werken:
Spanningsregelaars hebben een transistor die in een regelkring min of meer kan geleiden, afhankelijk van de vraag, dus dat lijkt een beetje op een variabele weerstand.
Dit schema toont het basisprincipe waarop de meeste lineaire regelaars zijn gebouwd:
De zenerdiode is een 6,2V-versie, dus het knooppunt met de markering "feedback" heeft ongeveer 6,8V nodig om Q1 te laten geleiden. R1 + R2 delen de uitgangsspanning door 2, zodat de uitgang 13,6V wordt.
Als de uitgangsspanning zou stijgen, zou Q1 gaan geleiden en de basis van Q2 naar beneden trekken, zodat Q2 minder stroom levert aan de uitgang en de spanning daalt weer.
Als de uitgangsspanning onder de ingestelde spanning van 13,6 V komt, schakelt Q1 uit en via R3 geeft de ingangsspanning Q2 voldoende stroom zodat de uitgangsspanning weer stijgt.
Dus Q1 zal zorg ervoor dat de output op 13,6V blijft.
Dit is een erg eenvoudige opstelling en de stabiliteit en lijnregeling zijn niet optimaal. Geïntegreerde spanningsregelaars zullen extra componenten toevoegen voor verhoogde (temperatuur) stabiliteit, stroombegrenzing en bescherming tegen oververhitting.
Dit is een uitstekende manier om de theorie te begrijpen. Een lineaire regelaar gebruikt een transistor om de spanning te verlagen als een inline-weerstand (de transistor kan worden gemodelleerd als een variabele weerstand) met feedback die de weerstand verandert om een zeer betrouwbare uitgangsspanning te krijgen. Deze methode heeft weinig ruis, maar is over het algemeen niet energiezuinig.
De wikipedia -pagina is niet half zo slecht om erover te leren. Schakelende regelaars gebruiken een methode die kan worden beschouwd als een laadpomp, waarbij ze profiteren van inductoren die de spanning veranderen om een continue stroom te duwen.
In wezen wel, ja. Er is een doorlaattransistor die in weerstand verandert, zodat de uitgangsspanning constant blijft. Het is echter als een variabele weerstand, geen potentiometer:
(bron: techitoutuk.com)
De hoeveelheid weerstand wordt geregeld door een feedbackversterker. Het past de weerstand aan zodat de spanning aan de uitgang constant is, ongeacht veranderingen in de bronspanning of de belastingsweerstand.
Helpt dit vereenvoudigde circuit?
simuleer dit circuit - Schema gemaakt met CircuitLab
De details van de interne onderdelen zijn in feite het bovenstaande en worden gepubliceerd in de datasheets.Als je gewone circuits in het daadwerkelijke 7805-schema niet kunt herkennen en de details van de complexe interne circuits niet kunt achterhalen, dan ben ik bang dat het hier veel te gecompliceerd is om te beschrijven.
Er zijn al talloze links gegeven in de andere antwoorden en commentaren, maar dat zou je goed op weg moeten helpen.
Bitrex gaf een beschrijving van de interne functie van LM7805. Ik denk dat het ver verwijderd is van de werkelijkheid. Als iemand zou willen leren hoe het werkt, raad ik aan om http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=snva512&fileType=pdf door Robert Widlar te lezen. vind de spanningsreferentie in het groene vak, identificeer het rode vak als startcircuit en thermische uitschakeling, de Zdiode in het violette vak als SOA-bescherming enz.
