현재 사용 가능한 인기있는 3 단자 고정 레귤레이터는 IC 7805, IC 7809, IC 7812, IC 7815 및 IC 7824의 형태이며, 5V, 9V, 12V, 15V 및 24V의 고정 전압 출력에 해당합니다. .

이를 고정이라고합니다. 전압 조정기 이러한 IC는 훨씬 더 높은 비 조절 DC 입력 전압에 응답하여 안정된 고정 DC 출력 전압을 생성 할 수 있기 때문입니다.

이 하이 엔드 모 놀리 식 전압 조정기는 요즘 매우 저렴하게 구입할 수 있으며 일반적으로 건물에 비해 비용이 적게 들고 작업하기가 덜 복잡합니다. 이산 레귤레이터 회로 등가물.

이러한 3 단자 레귤레이터는 이러한 IC를 구현하는 표준 방법을 보여주는 아래의 회로도에서 볼 수 있듯이 배선이 매우 쉽습니다.

IC의 세 터미널은 명백한 이유로 이름으로 지정됩니다. 입력, 공통 및 출력 .

공급 양극과 음극은 IC의 입력 및 공통 단자에 각각 간단히 연결되고 안정화 된 안정화 전압은 출력 및 공통 단자에서 획득됩니다.

선택적으로 요구되는 유일한 개별 외부 부품은 IC의 입력 및 출력 리드의 커패시터입니다. 이러한 커패시터는 장치의 출력 레귤레이션 수준을 높이고 과도 응답을 개선하는 데 필요합니다. 이러한 커패시터의 마이크로 패럿 값은 일반적으로 중요하지 않으므로 일반적으로 100nf, 220nf 또는 330nf 사이의 값입니다.

78XX 시리즈 조정기의 유형

그만큼 가장 널리 사용되고 널리 사용되는 고정 전압 유형 , 모 놀리 식 전압 레귤레이터는 78XX 시리즈 포지티브 레귤레이터와 79XX 시리즈 네거티브 레귤레이터입니다.

이는 3 개의 출력 전류 사양에서 찾을 수 있습니다. 아래 차트에 나와있는 것처럼 9 가지 긍정적 인 유형과 9 가지 부정적인 유형의 변형을 제공합니다.

이 78XX 계열 IC에는 포지티브 및 네거티브 형태의 추가 전압 정격이 제공됩니다. 이러한 78XX 레귤레이터의 표준 범위는 8V, 9V, 10V, 18V, 20V 및 24V이며 IC 7808, 7809, 7810, 7818, 7820, 7824 IC에 해당합니다.

이러한 장치의 대부분은 제조업체 또는 브랜드 유형에 따라 인쇄 된 번호와 함께 접미사 문자 또는 그림을 포함합니다.

그러나 그들 모두는 본질적으로 동일한 등급으로 동일합니다. 일부 부품 거래는 실제로 유형 번호별로 이러한 IC를 홍보하지 않고 극성, 전압 및 전류 사양을 지적하고 때로는 패키지 스타일과 관련하여 지적합니다.

주요 특징

이 IC는 출력 부하에 대한 내장 전류 제한 및 단락 보호 기능이 있습니다. 중간 및 고전력 78XX 시리즈 레귤레이터에서이 기능은 일반적으로 폴드 백 유형입니다. 폴드 백 전류 제한은 자동 전류 제한으로 인해 출력 과부하가 출력 전류에 의해 응답하지 않는 상태입니다.

폴드 백 전류 제한이란?

폴드 백 전류 제한 회로의 폴드 백 반응은 다음 그림에서 확인할 수 있습니다. 이는 출력 전류가 과부하 조건에서 일반적으로 이상적인 출력 전류의 50 % 미만으로 최소화되는 방식을 명확하게 보여줍니다. 폴드 백 전류 제한을 사용하는 주된 이유는 단락 상황에서 레귤레이터 내부의 손실을 크게 줄여주기 때문입니다.

폴드 백 전류 제한 응답은 다음 설명에서 이해할 수 있습니다.

10V 입력의 7805 IC가 있고 출력 단자에서 단락이 발생한다고 가정합니다. 이 상황에서 일반적인 유형의 전류 제한에서 IC의 출력은 계속해서 1A 전류를 생성하여 10 와트의 손실을 제공합니다. 그러나 특수한 폴드 백 전류 제한을 사용하면 단락 전류가 약 400mA로 제한되어 장치에서 4 와트 만 소모 될 수 있습니다.

열 차단 기능

대부분의 모 놀리 식 전압 조정기는 마찬가지로 내장형 열 차단 보호 회로를 갖추고 있습니다. 이 기능은 장치가 과열 상황을 겪을 때 출력 전류를 줄이는 데 도움이됩니다.

결과적으로 이러한 유형의 전압 조정기 IC는 매우 견고하며 잘못 사용하더라도 쉽게 손상되지 않습니다. 즉, 파괴 될 수있는 한 가지 방법은 지정된 범위보다 높은 입력 공급 전압을 적용하는 것입니다.

25 볼트가 5 볼트 장치 (7805)에 대해 제공되는 최소 범위이지만 동일한 표준 유형의 이러한 IC에 대해 서로 다른 공급 업체에서 지정한 최대 허용 입력 전압의 편차를 찾을 수 있습니다. 더 큰 전압 조정기는 최소 30V를 처리 할 수있는 반면, 20V 및 24V 품종의 경우 입력 범위는 최대 40V입니다.

회로가 올바르게 작동하려면 입력 전압이 필요한 출력 전압보다 2.5V 더 높아야합니다. 단, 입력 전압이 필요한 5V 출력보다 2V 이상 높아야하는 7805 레귤레이터의 경우는 예외입니다. 최소 7V 여야합니다.

무부하 대기 전류

출력에 부하가없는 이러한 IC의 대기 전류 또는 유휴 전류 소비는 1 ~ 5mA 사이 일 수 있지만, 일부 매우 높은 전력 변형에서는 최대 10mA 일 수 있습니다.

라인 및 부하 조절

모든 78XX 레귤레이터 IC의 라인 레귤레이션은 1 % 미만입니다. 즉, 최대 및 최소 입력 전압 범위에서 입력 전압 변동에 관계없이 출력 전압이 1 % 미만의 변동을 보일 수 있습니다.

“시스템 온 칩 ”

부하 조절은 일반적으로 이러한 장치 대부분에서 1 %보다 낮습니다. 이 기능은 출력 부하 조건에 관계없이 출력이 계속해서 정격 정 출력 전압을 제공하도록합니다.

대부분의 레귤레이터 IC에 대한 리플 제거 기능은 60dB 부근에 있으며 출력 노이즈 레벨은 100 마이크로 볼트보다 낮을 수 있습니다.

전력 소모

이러한 78XX 레귤레이터 IC를 사용할 때 이러한 IC는 한정된 양의 전력 손실 만 처리하도록 등급이 지정되어 있음을 기억해야합니다. 따라서 가장 높은 출력 부하에서 입력 전압은 최대 허용 입력 제한보다 몇 볼트를 초과해서는 안됩니다.

저전력, 중전 력 및 고전력 78XX 범위의 장치에 대한 정상 실내 온도 (섭씨 25도)에서 최대 전력 손실은 각각 0.7 와트, 1 와트 및 2 와트입니다.

위의 제한은 장치가 상당히 큰 방열판에 장착 된 경우 각각 1.7 와트, 5 와트 및 15 와트로 크게 개선 될 수 있습니다. 이러한 모든 레귤레이터 장치에서 소비되는 전력은 입력 전압과 출력 전압의 차이에 출력 전류를 곱한 값에 비례합니다.

78XX IC에 히트 싱크를 적용하는 방법

이 상황에서 장치가 약 800mA에서 완전히로드 된 경우 장치의 손실은 최대 4 와트 (0.8A x 5V = 4W)가 될 수 있습니다.

이는 7815 장치의 최대 허용 2 와트 PD보다 2 배 더 많은 것으로 보입니다. 이는 추가 2 와트가 방열판을 통해 보상되어야 함을 의미합니다.

다양한 히트 싱크가 일반적으로 시중에서 구할 수 있으며, 특정 등급 / 와트 등급으로 식별됩니다.

이 등급은 기본적으로 히트 싱크를 통해 소비되는 전력 1 와트마다 발생하는 온도 상승을 나타냅니다. 이것은 또한 더 큰 방열판의 경우 와트 당 각도가 비례 적으로 낮아짐을 나타냅니다.

78xx 레귤레이터 장치에 필요한 최소 히트 싱크 크기는 다음과 같은 방법으로 결정할 수 있습니다.

우리는 주로 장치가 사용되는 공칭 대기 온도를 찾아야합니다. 기기가 흔하지 않은 따뜻한 환경에서 사용되는 경우를 제외하고 섭씨 30도 정도의 수치는 합리적인 가정으로 간주 할 수 있습니다.

안전한 온도 등급

다음으로 특정 78XX 레귤레이터 IC에 대한 최대 안전 온도 등급을 배우는 것이 필수적 일 수 있습니다. 모 놀리 식 78XX 레귤레이터의 경우이 범위는 섭씨 125 도일 수 있습니다. 즉, 이것은 IC가 견딜 수있는 케이스 온도가 아니라 실제로 접합 온도입니다.

절대 최대 허용 케이스 온도는 약 섭씨 100 도입니다. 따라서 장치 온도가 섭씨 70도 (100-30 = 70) 이상으로 상승하지 않도록하는 것이 중요합니다.

2 와트의 전력은 최대 70 도의 온도 상승을 초래할 수 있기 때문에 섭씨 35도 / 와트 이하 (70도를 2 와트로 나눈 값 = 35 ° C / 와트) 이하의 방열 등급이있는 방열판이 좋습니다. 충분히.

대부분의 경우 열 전달이 매우 효율적이지 않기 때문에 실제로는 상대적으로 더 큰 히트 싱크를 사용해야합니다.

또한 오래 지속되는 안정성을 얻으려면 장치가 정격 최대 허용 온도 범위보다 다소 낮게 이상적으로 작동하도록해야합니다.

가능하다면 합당한 여백 +/- 20도 이상을 확보하십시오.

레귤레이터 IC가 컨테이너 내부에 봉입되고 자유 대기에서 멀리 가려지면 레귤레이터 소실로 인해 컨테이너에 갇힌 공기가 예열 될 수 있습니다. 이로 인해 PCB의 다른 민감한 부품이 더 따뜻한 조건에서 작동 할 수 있습니다. 이러한 상황에서는 레귤레이터 IC를위한 더 큰 히트 싱크가 필요할 수 있습니다.

애플리케이션 회로

고정 전압 78XX 모 놀리 식 전압 조정기를 사용하는 전원 공급 장치의 일반적인 애플리케이션 회로는 아래에서 볼 수 있습니다.

이 설계에서 7815 IC는 약 800mA 전류에서 약 + 15V를 제공하는 조정기 IC로 사용됩니다.

사용 된 변압기의 정격 전류는 1 암페어 인 2 차측에 대해 18-0-18V입니다.

C1을 통해 필터링 된 후 약 27V Dc의 무부하 전압을 제공하는 푸시 풀 전파 정류기에 연결됩니다.

커패시터 C2 및 C3는 IC 본체에 상대적으로 더 가깝게 부착해야하는 입력 및 출력 디커플링 커패시터처럼 작동합니다. 출력 부하가 가득 차면 IC1에 적용된 입력 전압이 19 ~ 20V 레벨에 도달하여 레귤레이터의 입력 / 출력에서 약 5V 차이를 허용합니다.

이중 전원 공급 회로를 만드는 방법

고정 전압 78XX 모 놀리 식 레귤레이터는 네거티브 및 포지티브 버전으로 구매할 수 있으므로 구현에 완벽하게 보입니다. 이중 균형 전원 공급 장치 .

예를 들어, 운영을 위해 규제 된 공급이 필요할 때 연산 증폭기 기반 회로 100mA에서 12V의 양극 및 음극 공급을 사용하면 다음 그림에 표시된 디자인을 적용 할 수 있습니다.

이 예에서 T1은 2 차 전류 정격이 200mA 이상인 정격 15-0-15V 변압기입니다. 양의 출력을 제공하는 두 개의 푸시 풀 전파 정류기 D2 및 D3을 찾을 수 있습니다.

D1과 D4는 음의 출력을 제공합니다. 양극 공급은 C1에 의해 필터링되고 음극 라인은 C2에 의해 청소 및 필터링됩니다.

IC1은 조정 된 양의 공급 출력을 제공하는 반면 IC2는 음의 공급 조정기처럼 작동합니다. C3 ~ C6은 스파이크, 잡음 및 과도 상태에 대한 더 나은 응답의 측면에서 출력 효율을 향상시키기 위해 디커플링 커패시터처럼 배치됩니다.

직렬 레귤레이터 회로를 사용하여 더 높은 출력 전압

위에 표시된 구성은 두 레귤레이터의 결합 된 전압 값을 얻기 위해 사용될 수도 있습니다. 즉, 79L12가 78L12 레귤레이터로 교체되면 출력이 24V가됩니다.

이러한 구성에서 0V 라인은 무시 될 수 있으며 + 24V 출력은 출력의 양극 및 음극 라인을 통해 직접 액세스 할 수 있습니다.

직렬 다이오드 회로를 사용하여 더 높은 출력 전압

실제로 IC의 접지 핀과 접지 라인 사이에 일부 정류기 다이오드를 사용하여 출력에서 작은 전압 부스트를 얻는 것은 매우 쉽습니다.

이 접근 방식을 통해 사용자는 기성품 레귤레이터 장치에서 직접 얻을 수없는 약간 더 높은 전압 레벨에 액세스 할 수 있습니다.

이 구성을 배선하는 정확한 기술은 다음 이미지에서 확인할 수 있습니다.

“전기의 임피던스는 무엇입니까 ”

이 예에서는 필요한 출력 전압을 약 6V로 추정했으며, 출력을 1V 씩 증폭하여 5V 레귤레이터 IC를 통해 동일하게 구현했습니다.

알 수 있듯이,이 1V 상승은 레귤레이터의 공통 리드와 함께 두 개의 직렬 정류기 다이오드를 간단히 통합함으로써 효과적으로 달성됩니다.

정류기는 레귤레이터에서 사용하는 대기 전류를 통해 순방향 바이어스되고 장치의 공통 GND 단자를 통해 이동하도록 배선되어 있습니다.

결과적으로 부착 된 다이오드는 저전압 제너 다이오드와 비슷하게 작동하며, 각 다이오드는 약 0.5 ~ 0.6V로 떨어지며 결합 된 제너 전압은 약 1 ~ 1.2V입니다.

설계의 목적은 조정기의 공통 단자를 접지 공급 전위에서 1V 씩 들어 올리는 것입니다. 여기서 레귤레이터 7805 IC는 실제로 접지선 위 5V에서 정격 출력을 안정화하므로 접지 단자를 약 1V 높이면 출력도 매우 동일한 크기로 상승하여 출력도 대략적으로 조절됩니다. 6V 레벨. 이 절차는 3 개의 터미널 78XX 전압 조정기 IC 모두에서 매우 잘 작동합니다.