Hur en strömförsörjning reglerar spänning i elektroniska kretsar - dummies

Syftet med en strömförsörjning är att ge ström till en elektronisk krets. För en given mängd kraft finns det ett omvänt förhållande mellan spänning och ström. När nuvarande ökar, måste spänningen minska, och när strömmen minskar måste spänningen öka. Detta enkla faktum har tyvärr en negativ effekt på strömförsörjningskretsarna.

När du kopplar en voltmätare till utgångsanslutningarna på en strömförsörjning, tar mätaren sig en nästan obetydlig mängd ström, så mätaren står mycket nära den spänning du förväntar dig att få från strömförsörjningen.

Men om du kopplar en krets som drar signifikant ström från strömförsörjningen kommer spänningen från strömförsörjningen att falla i proportion till strömmen. Beroende på vilken typ av krets du kopplar till strömförsörjningen, kan detta spänningsfall vara eller inte vara en dålig sak.

Vissa kretsar som är konstruerade för 12 VDC fungerar bra om de bara ges 9 VDC. Men andra kretsar är känsliga för ingångsspänningen, så strömförsörjningen måste arbeta hårdare för att säkerställa att den levererar önskad spänning.

För att bibehålla en jämn spänningsnivå oavsett strömmen dras från ett nätaggregat, kan strömförsörjningen innehålla en spänningsregulator krets. Spänningsregulatorn övervakar strömmen som dragits av lasten och ökar eller minskar spänningen i enlighet därmed för att hålla spänningsnivån konstant.

En strömförsörjning som innehåller en spänningsregulator kallas en reglerad strömförsörjning .

Du kan designa din egen spänningsregulatorkrets, men det är alltför lätt att köpa en av de många tillgängliga integrerade kretsens (IC) spänningsregulatorer. Spänningsregulator IC är billigt (under två dollar) och med bara tre stift att ansluta, lätt att integrera i dina kretsar.

Den mest populära typen av spänningsregulator IC är serien 78XX , ibland kallad serien LM78XX . Dessa spänningsregulatorer kombinerar 17 transistorer, tre Zener-dioder och en handfull motstånd i ett praktiskt paket med tre stift och en kylfläns som hjälper till att släppa ut överflödeskraften som förbrukas av regulatorn, eftersom den kompenserar för ökningar eller minskningar av strömdragningen för att hålla spänning på konstant nivå.

De två sista siffrorna i 78XX ID-numret indikerar den utsignal som regleras av IC. De mest populära modellerna är:

Modell	Spänning
7805	5
7806	6
7809	9
7810	10
7812	12
7815	15
7818	18
7824	24

De vanligaste är 7805 (5 V) och 7812 (12).

För att använda en 78XX spänningsregulator, sätt bara in den i serie på den positiva sidan av strömförsörjningskretsen och anslut jordledningen till den negativa sidan. Som det framgår är det också en bra idé att placera en liten kondensator (vanligtvis 1μF) efter regulatorn.

Du måste leverera en spänningsregulator med ca 3 V mer än den reglerade utgångsspänningen. Således för en 7805 regulator bör du ge den åtminstone 8 V. Den maximala ingångsspänningen för en 7805 är 30 V.

Dioderna i en bridge-likriktare kommer att falla ca 3 V från transformatorns utgång, så du kommer behöver en transformator vars sekundära levererar minst 11 V för att producera 5 V reglerade utgångar. Elva-volt-transformatorer är sällsynta, men 12 V-transformatorer är lättillgängliga.

Således startar en 5 V reglerad strömförsörjning med en 12 VAC transformator som levererar 12 V till bryggriktaren, som omvandlar AC till DC och släpper spänningen ner till ca 9 V och levererar sedan spänningen till filterkretsen, vilket släpper ut krusningarna och överför spänningen till 7805 spänningsregulatorn, som håller utspänningen vid 5 V.

En annan populär spänningsregulator IC är LM317, som är en justerbar spänningsregulator. En LM317 regulator fungerar som en 78XX regulator, förutom att i stället för att ansluta mittledningen direkt till jord, kopplar du den till en spänningsdelare byggd av ett par motstånd. Motståndets värde bestämmer den reglerade spänningen.