24 V முதல் 12 V வரை DC மாற்றி சர்க்யூட் [ஸ்விட்சிங் ரெகுலேட்டரைப் பயன்படுத்தி]

இருப்பது ஒரு மாறுதல் சீராக்கி , இந்த சுற்று மிகவும் திறமையானது மற்றும் IC 7812, அல்லது IC LM317 அல்லது IC LM338 போன்ற நேரியல் கட்டுப்பாட்டாளர்களைப் போலல்லாமல், ஆற்றலை வீணாக்காது அல்லது சிதறடிக்காது.

7812, LM317 மற்றும் LM338 போன்ற லீனியர் ரெகுலேட்டர்கள் ஏன் பேட் ஸ்டெப் டவுன் கன்வெர்ட்டர்கள்?

7812 மற்றும் LM317 போன்ற லீனியர் ரெகுலேட்டர்கள் அவற்றின் செயல்பாட்டு பண்புகள் காரணமாக திறனற்ற படிநிலை மாற்றிகளாகக் கருதப்படுகின்றன.

ஒரு நேரியல் சீராக்கியில், அதிகப்படியான உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் வெப்ப வடிவில் சிதறலுக்கு உட்படுகிறது. உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு முனையங்களுக்கு இடையே உள்ள மின்னழுத்த வீழ்ச்சியானது வீணான ஆற்றலாக 'எரிக்கப்படுகிறது' என்பதை இது குறிக்கிறது. லீனியர் ரெகுலேட்டர் ஒரு மாறி மின்தடையமாகச் செயல்படுகிறது, உபரி ஆற்றலைச் சிதறடிப்பதற்கும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கும் அதன் எதிர்ப்பைச் சரிசெய்கிறது.

இந்த சிதறல் செயல்முறை கணிசமான ஆற்றல் இழப்பு மற்றும் குறைந்த செயல்திறன் ஆகியவற்றிற்கு வழிவகுக்கிறது. ஒரு நேரியல் சீராக்கியின் செயல்திறன் வெளியீட்டு சக்தி மற்றும் உள்ளீட்டு சக்தியின் விகிதத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. உள்ளீடு-வெளியீட்டு மின்னழுத்த வேறுபாடு அதிகரிக்கும்போது, ​​வெப்பமாகச் சிதறும் சக்தியும், இது வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தால் பெருக்கப்படும் மின்னழுத்த வேறுபாடாகும். இதன் விளைவாக, உள்ளீடு மற்றும் வெளியீடு இடையே மின்னழுத்த வேறுபாடு உயரும் போது செயல்திறன் குறைகிறது.

எடுத்துக்காட்டாக, 24 V உள்ளீட்டை 12 Vக்குக் குறைக்க நேரியல் சீராக்கியைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​அதிகப்படியான 12 V வெப்பமாகச் சிதறடிக்கப்படுகிறது. இது கணிசமான சக்தி விரயத்தை விளைவிக்கலாம் மற்றும் அதிக சக்தி கொண்ட பயன்பாடுகளில் கூடுதல் குளிரூட்டும் வழிமுறைகள் தேவைப்படுகின்றன.

இதற்கு நேர்மாறாக, ஸ்விட்சிங் ரெகுலேட்டர்கள் (எ.கா பக் மாற்றிகள் ) ஸ்டெப்-டவுன் மாற்றத்திற்கு மிகவும் திறமையானவை. மின்னழுத்தத்தை திறமையாக மாற்றுவதற்கு தூண்டிகள், மின்தேக்கிகள் மற்றும் சுவிட்சுகள் ஆகியவற்றின் கலவையை அவை பயன்படுத்துகின்றன.

ஸ்விட்ச்சிங் ரெகுலேட்டர்கள் ஸ்விட்ச் சுழற்சியின் ஒரு கட்டத்தில் ஆற்றலைச் சேமித்து, மற்றொரு கட்டத்தில் அதை வழங்குகின்றன, இதன் மூலம் ஆற்றல் வெப்பமாகச் சிதறுவதைக் குறைக்கிறது. குறிப்பிட்ட வடிவமைப்பைப் பொறுத்து, ஸ்விட்சிங் ரெகுலேட்டர்கள் 80-95% அல்லது அதற்கும் அதிகமான செயல்திறனை அடைய முடியும்.

சுருக்கமாக, 7812 மற்றும் LM317 போன்ற லீனியர் ரெகுலேட்டர்கள் நேரடியானவை மற்றும் செலவு குறைந்தவையாக இருந்தாலும், மின் திறன் குறிப்பிடத்தக்க கவலையாக இருக்கும் போது, ​​ஸ்டெப்-டவுன் கன்வெர்ஷனுக்கு அவை மிகவும் திறமையான தேர்வாக இருக்காது.

சுற்று விளக்கம்

கீழே உள்ள படம் 24 V முதல் 12 V மாற்றியின் அடிப்படை வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது.

பயன்படுத்தப்படும் மாறுதல் சீராக்கி மோட்டோரோலாவின் பொதுவான மாதிரி: µA78S40.

பின்வரும் படம் இந்த ஒருங்கிணைந்த மின்சுற்றின் உள் கட்டமைப்பை முன்வைக்கிறது, இதில் ஒரு மாறுதல் சீராக்கிக்கு தேவையான பல்வேறு கூறுகள் உள்ளன: ஆஸிலேட்டர், ஃபிளிப்-ஃப்ளாப், ஒப்பீட்டாளர், மின்னழுத்த ஆதாரம், இயக்கி மற்றும் மாறுதல் டிரான்சிஸ்டர்கள்.

கூடுதலாக, இந்த பயன்பாட்டிற்கு தேவையில்லாத செயல்பாட்டு பெருக்கி உள்ளது. மின் விநியோகத்தை வடிகட்டுதல் மற்றும் மென்மையாக்குதல் C3 முதல் C7 வரையிலான மின்தேக்கிகளால் கையாளப்படுகிறது.

மின்தேக்கி C1 ஆஸிலேட்டரின் அதிர்வெண்ணைத் தீர்மானிக்கிறது, அதே நேரத்தில் மின்தடையங்கள் R1, R5 மற்றும் R6 மாற்றியின் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த உதவுகின்றன.

மின்தடையம் R1 முழுவதும் மின்னழுத்தம் மாற்றி வழங்கிய மின்னோட்டத்திற்கு விகிதாசாரமாகும்.

µA78S40 இன் பின்கள் 13 மற்றும் 14 க்கு இடையில் சுமார் 0.3 V மின்னழுத்த வேறுபாட்டை அமைப்பதன் மூலம், மின்தடையங்கள் R6 மற்றும் R7 மின்னழுத்த வகுப்பியை உருவாக்குகின்றன, இது தற்போதைய வரம்பு 5A இல் ஏற்பட அனுமதிக்கிறது.

மின்தேக்கி C2 மூலம் துண்டிக்கப்பட்ட மின்னழுத்த ஆதார ஆதாரம் IC1 இன் பின் 8 இல் கிடைக்கிறது.

இந்த குறிப்பு மின்னழுத்தம் IC1 இன் உள் ஒப்பீட்டாளரின் தலைகீழ் அல்லாத உள்ளீட்டில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. தலைகீழ் உள்ளீடு மாற்றியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்திற்கு சாத்தியமான விகிதாசாரத்திற்கு அமைக்கப்பட்டுள்ளது.

நிலையான வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை பராமரிக்க, ஒப்பீட்டாளர் IC1 இன் வெளியீட்டு நிலையை கட்டுப்படுத்துகிறார்.

ஒப்பீட்டாளரின் இரண்டு உள்ளீடுகளும் ஒரே திறனில் பராமரிக்கப்படுகின்றன, மேலும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் பின்வரும் சூத்திரத்தால் வழங்கப்படுகிறது:

Vs = 1.25 * [1 + (R4 + Aj1) / R5].

சரிசெய்யக்கூடிய மின்தடை Aj1 ஆனது +10V முதல் +15V வரம்பில் மாற்றியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை சரிசெய்ய அனுமதிக்கிறது.

இரண்டு வெளியீட்டு டிரான்சிஸ்டர்கள் ஒரு டார்லிங்டன் ஜோடியை உருவாக்குகின்றன, மேலும் அவற்றின் தொடர்ச்சியான மாறுதல் மின்தேக்கி C1 இன் அலைவுகளுடன் ஒத்திசைக்கப்பட்ட ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்பால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

ஒரு AND கேட் உடன் இணைந்து, இந்த ஃபிளிப்-ஃப்ளாப் µA78S40 இன் வெளியீட்டு நிலையின் கடத்தல் நேரத்தை சரிசெய்வதற்கும் நிலையான வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை பராமரிப்பதற்கும் ஒப்பீட்டாளரால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

டிரான்சிஸ்டர் T1 இன் நிறைவுற்ற அல்லது தடுக்கப்பட்ட நிலை IC1 இன் டார்லிங்டன் ஜோடியின் நிலையைப் பின்பற்றுகிறது. IC1 இன் வெளியீட்டு நிலை நிறைவுற்றதாக இருக்கும்போது, ​​டிரான்சிஸ்டர் T1 சார்புடையது, மேலும் அதன் அடிப்படை மின்னோட்டம் மின்தடை R2 ஆல் வரையறுக்கப்படுகிறது.

மின்தடை R3, மின்தடை R9 உடன் இணைந்து, ஒரு மின்னழுத்த வகுப்பியை உருவாக்குகிறது, மாறுதல் செயல்முறையின் தொடக்கத்தில் டிரான்சிஸ்டர் T1 இன் VBE மின்னழுத்தத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது.

டிரான்சிஸ்டர் T1, டார்லிங்டன் மாடலாகச் செயல்படுகிறது, µA78S40 இன் ஆஸிலேட்டரின் அதிர்வெண்ணில் திறந்த அல்லது மூடிய சுவிட்சாக செயல்படுகிறது.

மின்தூண்டி L1 மின்னழுத்தம் 24V இலிருந்து 12V வரை மின்னழுத்தத்தின் பண்புகளைப் பயன்படுத்தி குறைக்க அனுமதிக்கிறது. ஒரு நிலையான நிலையில், டிரான்சிஸ்டர் T1 நிறைவுற்றதாக இருக்கும் போது, ​​மின்னழுத்தம் L1 முழுவதும் +12V மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

இந்த கட்டத்தில், தூண்டல் ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது, இது பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தம் மறைந்துவிடும் போது அது வெளியிடுகிறது. இவ்வாறு, டிரான்சிஸ்டர் T1 தடுக்கப்படும் போது, ​​தூண்டல் L1 அதன் வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்தை பராமரிக்க முனைகிறது.

டையோடு D1 மின்கடத்தா ஆகிறது, மற்றும் மின்தூண்டி L1 முழுவதும் -12V இன் எதிர்-எலக்ட்ரோமோட்டிவ் விசை தோன்றுகிறது.