چگونه با استفاده از ترانس 220 به 12 ولت AC ولتاژ 12 ولت DC تثبیت شده ( رگوله شده) بسازیم ؟ نمونه های متنوعی از تثبیت کننده های مبتنی بر مدارهای مجتمع وجود دارد که محدوده وسیعی از ولتاژهای خروجی را پوشش میدهند.مدار داخلی محدود کننده جریان انها به صورت قطع جریان ناشی از اضافه بار حرارتی میباشد.رایج ترین نمونه های این نوع تثبیت کننده های ولتاژ در بسته های پلاستیکی TO220 ارائه شده اند . مدارهای مجتمع مزبور ولتاژ ثابت مثبت سری 78xx یا منفی 79xx ایجاد میکنند. قطعه های مزبور با ولتاژ های خروجی مختلفی ارائه شده اند مانند 5 ولت،9 ولت،12 ولت،15 ولت و ولت و میتوانند جریانی تا حد یک امپر را ارائه کنند.
روش پایه استفاده از مدار های مجتمع سری 78xx در شکل ارائه شده.این مدار برای ولتاژ ورودی و خروجی مثبت طراحی شده است. که ما به عنوان مثال با استفاده از ترانس 220 به 12 ولت و پل دیود و خازن ولتاژ تثبیت نشده ای ایجاد میکنیم و با استفاده از مدار زیر این ولتاژ را به ولتاژ 12 ولت دی سی تثبیت شده تبدیل میکنیم.


باید به خاطر داشت که در بد ترین حالت ولتاژ تثبیت نشده ورودی باید دست کم به اندازه 3 ولت از ولتاژ خروجی مورد نظر بیشتر باشد . تاوان در نظر نگرفتن این نکته کاهش میزان تثبیت کنندگی و افزایش دامنه هوم ولتاژ اصلی تا حد غیر قابل قبول میباشد. علاوه بر این نباید گذاشت ولتاژ تثبیت نشده ورودی نسبت به ولتاژ خروجی مورد نظر بیش از حد بالا رود . اگر اختلاف ولتاژ انها از 15 ولت بیشتر شود ،توان تلفاتی قطعه مزبور بسیار بالا خواهد رفت این حالت نیز به نوبه خود موجب فعال شدن بی موقع مدار محافظت در مقابل اضافه بار حرارتی میشود. در ادامه مشخصه های معمول این تثبیت کننده های ولتاژ ثابت با جریان خروجی 100 میلی امپر و 1 امپر و 2 امپر ارائه خواهد شد.

تثبیت ولتاژ 12 ولت و تقویت جریان

با اضافه کردن ترانزیستور پر قدرتی به مدار پایه مدارهای مجتمع تثبیت کننده ولتاژ سه پایه،جریان خروجی ان به میزان بسیار زیادی افزایش می یابد. شکل زیر مثالی از تثبیت و تقویت جریان خروجی میباشد.به عنوان نمونه با استفاده از ترانس 220 به 12 ولت و پل دیود و خازن ولتاژ تثبیت نشده ای فراهم کرده ایم و با استفاده از مدار زیر این ولتاژ را به ولتاژ 12 ولت تثبیت شده و امپر خروجی 5 امپر تبدیل میکنیم.

باید به خاطر داشت که تثبیت خط تغذیه مثبت به ترانزیستور p-n-p احتیاج دارد.
در صورت استفاده از تثبیت کننده های سری 79xx تثبیت خط تغذیه منفی به ترانزیستور n-p-n احتیاج دارد.
ترانزیستور قدرتی که در شکل نشان داده شده نمونه های پلاستیکی ترانزیستور معروف 2955 میباشد .یعنی به جای محفظه فی TO3 ، در بسته های پلاستیکی TAB ارائه شده اند. زیرا نصب TIP2955 نسبت به نمونه هایفی مشابه اسانتر بوده و حد اکثر جریان عبوری انها نیز 15 امپر میباشد. تا زمانی که جریان خروجی از 60 میلی امپر کمتر باشدعملکرد تثبیت کننده به صورت معمول خواهد بود.یعنی ترانزیستور فعال نخواهد بود . اما اگر جریان خروجی از این مقدار بیشتر شود ،ترانزیستور روشن شده و جریان اضافه از ان طریق به سمت بار مصرفی عبور میکند.در این حالت ترانزیستور میتواند جریانی تا حد 5 امپر را در خروجی ارائه کند و مقاومت خروجی مدار نیز در حدود 0/1 اهم یا کمتر خواهد بود. باید دقت کرد که خنک کننده مورد استفاده برای TR1 باید برای عبور مداوم حد اکثر جریان مصرفی از ترانزیستور مناسب باشد. مثلا اگر ولتاژ ورودی تثبیت کننده 12 ولت باشد برای ارائه جریانی در حد 2 امپر خنک کننده ای با مقاومت حرارتی c/w 2 یا کمتر مورد نیاز میباشد. برای جریانی در حد 5 امپر ، مقاومت حرارتی خنک کننده باید 0/5 c/w یا کمتر باشد.
این مدار را میتوان برای سایر تثبیت کننده های ولتاژ ثابت با خروجی 5 ولت و 9 ولت نیز مورد استفاده قرار داد. البته به شرطی که ولتاژ تثبیت نشده ورودی نیز به همان نسبت افزایش یابد.یعنی ولتاژ ورودی باید به اندازه 4 الی 7 ولت از ولتاژ خروجی مورد نظر بیشتر باشد مثلا نمونه 12 ولت ان به ولتاژ ورودی 17 ولت احتیاج دارد. باید توجه داشت که در این حالت دیگر مدار محدود کننده جریان این تثبیت کننده های 3 پایه عمل نخواهد کرد ،و جریان عبوری در حالت اتصال کوتاه به افت ولتاژ dc بر روی مقاومت بستگی خواهد داشت. اگر از ترانس و یکسو ساز مناسبی استفاده شده باشد،با استفاده از فیوز های سریع 5 امپری می توان مدار را در مقابل افزایش بیش از حد جریان محافظت کرد.

منبع تغذیه سوئیچینگ ساده(مبدل DC به DC)



این منبع تغذیه سوئیچینگ ساده ،از یک ای سی نیمه هادی ناسیونال استفاده میکند.این طراحی،ساخت منبع تغذیه فشرده (کم حجم)را ممکن میسازد. LM2675 در ولتاژهای خروجی مختلف قابل تهیه می باشد: 12v-5v-3/3v همچنین یک نوع هم با ولتاژخروجی قابل تنظیم وجود دارد.وقتی مانند مدار شکل بالا ان را به کار می بریم ،این تراشه یک جریان خروجی حد اکثر 500 میلی امپر را تحویل میدهد.
فرکانس سوئیچینگ آی سی 260khz است.این فرکانس به ظاهر بالا امکان استفاده از بوبین ها و خازن های کوچک را در این طرح فراهم میکند.میزان کارایی بالا است و اندازه کلی مدار ساخته شده،کوچک است.در شرایط عادی ،رسیدن به بازده 90% معمولی است.در برخی کاربرد های بهینه یک بازده 95% هم قابل حصول است.
IC شامل مدارات حفاظت داخلی در برابر خروجی های جریان بالا و اضافه بار حرارتی می باشد. دیگر مشخصات خوب این آی سی شامل:شروع نرم ،استفاده انتخابی از مولد پالس ساعت خارجی برای همزمان سازی چندین مبدل ولتاژ و نویز کم ان می باشد.
مدار طراحی شده یک جریان خروجی 500 میلی امپر با یک ولتاژخروجی 5 ولت را تحویل می دهد.دیود D1 از نوع شاتکی با Urev=>45 و حداکثر جریان 3 امپر است.

مدار رگولاتور تقویت شده

چگونه با استفاده از ترانس 220 به 12 ولت AC ، ولتاژ تثبیت شده DC رگوله شده با امپر بالا فراهم کنیم؟ به طور معمولی ، رگولاتور های ولتاژ 78XX فقط تا یک امپر می توانند تحویل دهند.مدار زیر با اضافه کردن یک تقویت کننده جریان به رگولاتور های ولتاژ سری 78XXمی تواند تا 10 امپر جریان بدهد. با توجه به میزان حد اکثر جریان خروجی مورد نیاز،تقویت کننده جریان می تواند یک ترانزیستور قدرت و یا دو ترانزیستور قدرت که با هم موازی هستند باشد.ترانزیستور ها باید روی هیت سینگ قرار گیرند تاافت ولتاژ ناشی از افزایش دما ، کاهش یابد.وقتی دو ترانزیستور به طور موازی استفاده میشوند. یک مقاومت (R1) باید به پایه امیتر هر کدام وصل شود.و هر ترانزیستور باید روی هیت سینگ جدا وصل شوند.
با این مدار میتوان با استفاده از یک ترانس سیم پیچی شده هسته اهنی هر ولتاژی را با امپر تا 10 امپر تثبیت و رگوله کرد مثلا 5 ولت - 12 ولت - 24 ولت و .

--------------------

جریان ماکزیمم 2 امپر D1D4 =1N5401 -C1=4700 OR 2 *2200 - R1=0/47 - R2=1/2 - T1=2SB1064
جریان ماکزیمم 3 امپر D1.D4 = ECG5863 - C1 = 6800 OR 3*2200 - R1 = 0/39 - R2 = 2/2 - T1 = 2SB638
[جریان ماکزیمم 4 امپر D1.D4 = 68A - C1 = 10000 OR 2*4700 OR 4*2200 - R1 = 0/27 - R2 = 2/2 T1 = 2SB638
جریان ماکزیمم 5 امپر D1.D4 = 1N1582 - C1 = 10000 OR 2*4700 OR 4*2200 - R1 = 0/22 - R2 = 2/2 - T1 = 2SB638
جریان ماکزیمم 7 امپر D1.D4 = 1014 A - C1 = 15000 OR 3* 4700 - R1 = 0/27 - R2 = 2/2 - T1 = 2SB638, T2 = 2SB638
جریان ماکزیمم 10 امپر D1.D4 = 1520 A - C1 = 22000 OR 2*10000 OR 4*4700 - R1 = 0/ - R2 = 2/2 - T1 = 2SB638 , T2 = 2SB638

نکته : خازن C1 بر حسب میکرو فاراد و مقاومت های R1 , R2 بر حسب اهم و توان 4 وات میباشند
و در امپر های 7 و 10 امپر از دو ترانزیستور موازی باید استفاده شود

مبدل DC به DC

منبع تغذیه 1.25 ولت تا 25 ولت متغیر

این، یک منبع تغذیه جمع و جور و کم حجم است که یک ولتاژ و یک جریان تا 3 امپر را میدهد. این مدار بسیار مرسوم است و خروجی ولتاژ ان می تواند از 1/25 ولت تا 25 ولت تغییر کند.
قلب مدار ، ای سی LM350 است که یک رگولاتور و یک طبقه قدرت را در خود جای داده است. این ای سی همچنین یک مدار حفاظت داخلی در برابر اضافه بار دارد که در تلفات توان 30 وات ، فعال میشود. خروجی ولتاژ با اتصال پایه تنظیم ADJ ای سی به مقسم ولتاژ ساخته شده از R1 و P1 ، تنظیم میشود. ولتاژ خروجی را میتوان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
1.25*(1+P1/R1)
که مقدار P1 بین 0 تا 2/5 کیلو اهم است .خازن C1 یک فیلتر ریپل (موجک) معمولی است در حالی که خازن های C2 , C3 عمل رگولاسیون را بهبود میبخشند. زمانی که خروجی ای سی خاموش میشود ، دیود های D1,D2 محافظ ای سی رگولاتور می باشند. مقاومت R1 ، 120 اهم است و این به ما اطمینان میدهدکه یک جریان بار کم برای IC ( تقریبا 3/4 میلی امپر )کافی است ، تا یک بازده خوب به دست اید
نکته ای که در ساخت مدارات الکترونیکی بسیار مهم است ، تامین هیت سینک مناسب برای ای سی LM350 می باشد. تلفات توان در ای سی بسیار بالا و در حدود 85 وات است.
توجه داشته باشید که مقاومت گرمایی یک بسته بندی TO-3 به اندازه C/W 1/5 بوده و بیشترین دمای مجاز 150 درجه سانتیگراد است. اگر یک هیت سینک با مقاومت گرمایی 1/5 c/w استفاده شود، کل مقاومت گرمایی 4 C/W میگردد. در تلفات 30 وات ، دمای بیرونی 25 درجه سانتیگراد و دمای داخلی ای سی 145 درجه سانتیگراد میشود.
زمانی که این سطح تلفات به دست می اید ، محافظ داخلی ،خاموش کن ای سی را فعال می کند. یک روش برای جلوگیری از تلفات بالا ، این است که وقتی که ولتاژ خروجی کم مورد نیاز میباشد، از ترانس های با ولتاژ پایین تر ( مثلا ترانس 220 به 12 ولت)استفاده کنیم. به طور ساده تر اگر شما از مداری برای تامین ولتاژ 9 ولت استفاده میکنید ، به جای استفاده از ترانس 220 به 24 ولت، از ترانس با ولتاژ پایین تر استفاده نمایید.( ترانس 220 به 12 ولت یا ترانس 220 به 15 ولت)
----------------

منبع تغذیه دوبل(متقارن)

این طرح ساده،از خروجیAC سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور بدون سر وسط ، یک ولتاژ متقارن تهیه میکند(به عنوان مثال میخواهیم با استفاده از ترانس 220 به 12 ولت دو سر خروجی منبع تغذیه ای بسازیم که خروجی متقارن به ما بدهد). این مدار در کاربرد هایی که به هر دو خط مثبت و منفی نیاز است اما ترانسفورماتور سر وسط نداریم ، مفید واقع میشود.مدار زیر اساسا از یک پل یکسو ساز با قطعات اضافه شده که به عنوان خط منفی عمل میکنند،ساخته شده است. توجه داشته باشید که خط منفی جریان کمتری نسبت به خط مثبت ، میدهد.
مقاومت های R1 ,R2 بارهای اولیه مدار هستند. انها برای اطمینان از اینکه خط منفی ،زمانی که مدار هیچ باری را متصل به خروجی ندارد فعال است، به مدار اضافه شده اند.
این حقه در اینجا به کار رفته زیرا در غیر این صورت در زمانی که خط مثبت بدون بار است ،هیچ خروجی منفی ایجاد نمیشود. در مواردی که شما در خط منفی ،به مقدار جریان بیشتری از خط مثبت نیاز دارید ،فقط مدار را مع کنید .
برای این کار فقط پلاریته همه دیود ها و خازن های الکترو لیت را بر عکس کنید. این به ان معنی است که هیچ یک از دیود ها و خازن های الکترولیت از این قاعده مستثنی نیستند. در چنین مواردی ، پل یکسو ساز ، تغذیه بیشتری در خط منفی میدهد.
مدار واقعی میتواند ورودی های AC تا حد اکثر ولت را داشته باشد.اگر شما یک سطح ولتاژ بالا تر نیاز دارید ، محدوده ولتاژ دیود ها و خازن ها را به اندازه حداقل دو برابر حداکثر ولتاژ ورودی AC تغییر دهید.

------------

مدار مانیتور منبع تغذیه TTL
این مدار ساده ، سطح ولتاژ 5 ولت خط تغذیه ای سی TTL را باز بینی کرده و در صورتی که ولتاژ مزبور در محدوده قابل قبول یا غیر قابل قبول باشد،برای هر یک نشانه مشخصی را ارسال میدارد. قلب مدار یک ای سی مقایسه کننده پنجره ای مجتمع با جریان ضعیف است.D1 که دیود مرجع band-gap است و به پایه2 ای سی LTC1042 متصل میشود.، ولتاژ مرکز محدوده را در 2/5 ولت با ضریب خطا 0.005 تثبیت میکند. پهنای این محدوده باید 20 درصد ولتاژ مرجع باشد.

-----------------


ولتاژ مرجع توسط مقاومت های R4 , R5 به میزان 25 درصد کاهش یافته و به پایه 5 ای سی داده میشود. ولتاژ مانیتور شده سپس به پایه 2 ای سی (ورودی مرکز محدوده قابل قبول) هدایت میشود. در صورتی که ولتاژ مزبور در محدوده قابل قبول باشد، LED سبز (D2) روشن میشود.در غیر این صورت LED قرمز (D3)، روشن شده و اعلام میکند که ولتاژ دریافتی خارج از محدوده قابل قبول است.

منبع تغذیه با یک ای سی

مدار حسگر جریان


این مدار الکترونیکی برای مانیتور کردن جریان یک وسیله ، استفاده میشود. زمانی که جریان در D1 و D2 به طور قابل توجهی افت میکند ترانزیستور T1هدایت کرده و رله بسته می شود . سپس رله هر چیزی که به ان وصل شده است را روشن میکند. این مدار ، کاربرد های زیادی دارد . برای مثال شما میتوانید فن های تهویه و یا پمپ های اب را تحت نظارت قرار دهید. زمانی که فن یا پمپ قطع میگردد،الارم روشن میشود.



------------------


ترانزیستور باید هیت سینگ داشته باشد.

دیتاشیت آی سی رگولاتور ها