خانه / آموزش / رگولاتور LDO

رگولاتور LDO

رگولاتور LDO

رگولاتور LDO به معنی low dropout regulator میباشد. رگولاتور ولتاژ LDO فقط یک رگولاتور ولتاژ خطی DC است که می تواند با یک دیفرانسیل ولتاژ ورودی-خروجی بسیار کوچک عمل کند. این اختلاف ولتاژ خروجی ورودی dropout voltage نامیده می شود.به عبارت ساده تر dropout voltage  ولتاژ کاهش یافته فقط توسط مدار تنظیم کننده میباشد.

به عنوان مثال، یک تنظیم کننده ولتاژ LM2941 LDO دارای dropout voltage فقط حدود 0.5 ولت است، بدین معنی که برای دریافت 5 ولت در خروجی، شما نیاز به ورودی تنها 5.5 ولت دارید.

عملکرد LDO REGULATOR:

تصویری که در بالا نشان داده شده است شماتیک یک تنظیم کننده ولتاژ LDO معمولی است. اصل کار تنظیم کننده LDO همانند یک تنظیم کننده ولتاژ خطی معمولی است.اجزای ضروری یک رگولاتور ولتاژ LDO یک منبع ولتاژ مرجع، تقویت کننده خطا(error amplifier) و عنصر گذرگاه سری( series pass element)(BJT یا MOSFET) هستند.افت ولتاژ در سراسر عنصر گذرگاه سری به وسیله خروجی های تقویت کننده خطا به منظور کنترل ولتاژ خروجی کنترل می شود.به عنوان مثال فرض کنید جریان بار کاهش می یابد و در نتیجه ولتاژ خروجی افزایش می یابد.این افزایش ولتاژ خروجی , ولتاژ خطا (VERR) را افزایش می دهد.خروجی آمپلی فایر خطا افزایش می یابد و عنصر گذرگاه سری (MOSFET P-Channel) رسانایی کمتری پیدا میکند که نتیجه آن کاهش ولتاژ خروجی و رسیدن ولتاژ خروجی به سطح اصلی میگردد.

همانطور که در بالا گفته شد اساس کار یک تنظیم کننده ولتاژ LDO شبیه به کار یک رگولاتور ولتاژ معمولی خطی است و تنها تفاوت در توپولوژی مدار داخلی آنها است. تنظیم کننده های خطی معمولی (7805، LM117، LM317 و غیره) از common collector استفاده می کنند در حالی که تنظیم کننده های LDO از open collector استفاده میکنند.

طرح common collector:

common collector یکی از سه حالت ترانزیستور میباشد.در اینجا اساس کار ترمینال ورودی است و emmiter خروجی میباشد و ولتاژ منبع به پایه collector اعمال میگردد. ترانزیستور سری در داخل یک تنظیم کننده خطی معمولی دارای پیکربندی سیمی به شکل زیر است.

طرح open collector:

بسیاری از مدارهای مجتمع مانند رگولاتورهای ولتاژ LDO  از این طرح  برای سیم کشی عنصر عبور سری (BJT یا MOSFET) استفاده میکنند.سیگنال ورودی (که از مرحله قبل در داخل IC می آید) به پایه BJT (یا دروازه ی MOSFET) متصل می شود،کلکتور باز باقی میماند و به یک پین از IC وصل می شود در حالی که امیتر به زمین IC متصل است.این پیکربندی باعث می شود که عنصر عبوری اشباع شود و از این رو ولتاژ خروجی به حداقل افت پیدا کند.

نمونه ای از مدار رگولاتور LDO با LM2941:

مدار نشان داده شده در بالا یک مدار رگولاتور LDO با استفاده از IC LM2941  که از نیمه هادی های ملی است میباشد.LM2941 یک رگولاتور ولتاژ LDO یکپارچه است که خروجی آن می تواند تنظیم شود.IC دارای ویژگی های بسیار خوبی مانند اتصال کوتاه , خاموشی هنگام داغ شدن و … میباشد.حفاظت از قطب معکوس باعث می شود این IC بسیار مناسب برای برنامه های کاربردی خودرو باشد.ولتاژ خروجی را می توان از 5V تا 20V تنظیم کرد و dropout voltage  در جریان خروجی 1 آمپر 0.5Vاست.

در مدار، شبکه تقسیم کننده ولتاژ شامل R1 و R2 است که ولتاژ خروجی را تنظیم می کند.خازن C2 فیلترینگ ورودی است که بسیار ضروری است زیرا مدار تنظیم کننده دور از  rectifier+filter module قرار دارد.خازن C1 فیلتر خروجی است هنگامی که S1 سوئیچ روشن / خاموش میشود.مقاومت R3 برای اطمینان از جریان ضروری pull up 300mA استفاده می شود که در مواقعی که سوئیچ S1 باز است لازم میباشد.

نکات:

  • مدار باید بر روی PCB با کیفیت خوب نصب شود.
  • heat sink مناسب بایستی بالای چند صد میلی آمپر باشد.
  • Vout = 1.275 ((R1 + R2)/R1)
  • در محاسبه R1=1K و R2 حساب گردد.

 

 مهندسین برنر

همچنین ببینید

Floating regulator(تنظیم کننده متغییر)

Floating regulator(تنظیم کننده متغییر) Voltage Regulators رگولاتور شناور یک نوع رگولاتور ولتاژ است که بدون …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *