ספק מתח מוסדר: סכמת חשמל וסוגים
מהו מתח נמוך מתוקן?
מתח נמוך מתוקן ממיר מתח חילופין לא מותך (מתח חילופין) למתח ישר קבוע (ממשי מתח). מתח נמוך מתוקן משמש כדי להבטיח שהפלט נשאר קבוע גם אם המזון משתנה.
מתח נמוך מתוקן מכונה גם מתח ליניארי, הוא מעגל משולב ומכיל בלוקים שונים.
המתח הנמוך המתוקן יקבל מזון חילופין ויתן פלט ישר קבוע. התמונה שלהלן מציגה את דיאגרמת הבלוק של מתח DC נמוך מתוקן טיפוסי.
הבלוקים הבסיסיים של מתח DC נמוך מתוקן הם כדלקמן:
טרנספורמציה מפחתת
מרכז
מסנן DC
רגולטור
(שימו לב שיש לנו שאלות בחירה מרובה באלקטרוניקה דיגיטלית עם שאלות רבות הקשורות לנושאים אלו)
פעולת מתח נמוך מתוקן
טרנספורמציה מפחתת
טרנספורמציה מפחתת מפחתת את המתח מהמזון החילופין לרמה הנדרשת. יחס הסיבובים של הטרנספורמציה מתואם כך שיתקבל ערך מתח הנדרש. הפלט של הטרנספורמציה ניתן כמזון למעגל המרכז.
תהליך מרכז
מרכז הוא מעגל אלקטרוני הכולל דiods המבצעים תהליך מרכז. מרכז הוא תהליך הממיר מתח או זרם חילופין לקצב ישיר (DC). המזון למעגל המרכז הוא מתח חילופין בעוד שהפלט שלו הוא קצב חד כיווני פולסנטי.
אם כי יכול לשמש מחצית גל מרכז, אבדות החשמל שלו הן משמעותיות בהשוואה לגל מלא מרכז. לפיכך משתמשים במעגל מרכז מלא או בגשר מרכז כדי למקם את שני מחציתי המחזור של המזון החילופין (מרכז מלא). התמונה שלהלן מציגה גשר מרכז מלא.
גשר מרכז כולל ארבעה pn junction diodes מחוברים באופן המוצג למעלה. במחצית המחזור החיובי של המזון, המתח המושרה על המשני של הטרנספורמציה חשמלית כלומר VMN הוא חיובי. לכן נקודה E היא חיובית ביחס לF. לכן, הדiods D3 וD2 הם הפוכים ומוכנים ודiods D1 וD4 הם קדמי ומוכנים. הדiods D3 וD2 יעבדו כפתוחות (בפועל יש קצת ירידה במתח) והdiods D1 וD4 יעבדו כנסות ויתחילו לזרום. לכן צורת מתקף מופיעה בפלט של המרכז כמו בתמונה הראשונה. כאשר המתח המושרה במשני כלומר VMN הוא שלילי אז D3 וD2 הם קדמי ומוכנים עם השניים האחרים הפוכים ומוכנים ומתח חיובי מתח מופיע בכניסה של המסנן.
מסנן DC
המתח המופך מהמעגל המרכז הוא מתח DC פולסנטי מאוד עם תוכן ריפלים גבוה מאוד. אבל זה לא מה שאנחנו רוצים, אנחנו רוצים צורה DC טהורה ללא ריפלים. לכן משתמשים במסנן. ישנם סוגים שונים של מסננים כגון מסנן קונדנסטור, מסנן LC, מסנן כניסה Choke, מסנן π. התמונה שלהלן מציגה מסנן קונדנסטור מחובר לאורך הפלט של המעגל המרכז והצורה המתקבלת של הפלט.
כאשר המתח הרגעי מתחיל לעלות הקונדנסטור מטען, הוא מטען עד שהצורה מגיעה לערך השיא שלה. כאשר הערך הרגעי מתחיל להפוך לקטן יותר הקונדנסטור מתחיל להתפרק באופן אקספוננציאלי וב천itesse דרך העומס (כניסה של הרגולטור במקרה זה). לכן, מתקבל מתח DC כמעט קבוע מאוד עם תוכן ריפלים מאוד נמוך.
רגולציה
זהו הבלוק האחרון במתח DC נמוך מתוקן. המתח או הזרם בפלט ישתנו או יתנדנדו כאשר יש שינוי במזון מהחשמל או עקב שינוי בזרם העומס בפלט של המתח הנמוך המתוקן או עקב גורמים אחרים כמו שינויים בטמפרטורה. ניתן לפתור בעיה זו באמצעות שימוש ברגולטור. רגולטור יחזיק את הפלט קבוע אפילו כאשר יש שינויים במזון או כל שינוי אחר קורה. ניתן להשתמש ברגולטור טרנזיסטור סדרתי, רגולטורים קבועים ומשתנים של IC או דiod זנר המופעל באזור הזנר בהתאם ליישומים שלהם. ICים כמו 78XX ו79XX (כמו הIC 7805) משמשים לקבל ערכים קבועים של מתח בפלט.
עם ICים כמו LM 317 ו723, ניתן להתאים את מתח הפלט לערך קבוע הנדרש. התמונה שלהלן מציגה את LM317 רגולטור מתח
