|
| منظمات الجهد |
تتطلب معظم الدوائر المتكاملة المدمجة جهدًا ثابتًا يمكن أن تعمل به. سواء كانت بوابة منطقية بسيطة أو معالجًا دقيقًا معقدًا، فلها جهد تشغيل خاص بها. وفولتية تشغيل الأكثر شيوعا هي 3.3V، 5V و12V.
على الرغم من أن لدينا بطاريات ومحولات تيار مستمر يمكن أن تعمل كمصدر للجهد، إلا أنه في معظم الأحيان لا يمكن توصيلها مباشرة بتصميم دائرتنا نظرًا لعدم تنظيم الجهد الكهربي منها.
لنفترض مثلاً أن لدينا ريلاي 5 فولت ، وفي نفس الوقت البطارية الموجودة عندنا 9 فولت ، ما العمل حينها!!!
منظمات الجهد Voltage Regulators
هو عنصر إلكتروني يعمل على إخراج أو جهد ثابت بغض النظر عن جهد الدخل
كان متغيرا أم ثابتا ولكن بشرط أن يكون جهد الدخل أكبر من جهد الخرج.
تركيب منظم الجهد
|
| تركيب منظم الجهد |
له ثلاث أطراف الطرف الأول طرف جهد الدخل In والطرف الثاني هو الأرضي Gnd والطرف الثالث هو جهد الخرج Out ويختلف ترتيب الأطراف على حسب نوع السلسلة لمنظم الجهد مثلا السلسلة 78xx الطرف رقم واحد هو In والطرف الثاني الموجود في المنتصف هو Gnd والطرف الثالث هو Out,أما السلسلة 79xx نجد الطرف الأول هو Gnd والطرف الثاني الموجود في المنتصف هو In والطرف الثالث هو Out.
ويجب ملاحظة أن السلسلة 78xx تعطي جهد خرج موجب والسلسلة 79xx جهد الخرج لها سالب.
الجدول التالي يوضح قيمة جهد الخرج لسلسلة 78xx وأيضا قيمة أقل جهد الدخل ونلاحظ أن قيمة جهد الدخل أكبر من قيمة جهد الخرج.
|
| كيفية توصيل منظم الجهد |
كيفية توصيل منظم الجهد
دائرة منظم الجهد وهى الدائرة العامة له وتتكون من مصدر جهد ومنظم للجهد يوصل
الطرف In بالجهد غير المنظم من مصدر الجهد والطرف Gnd يوصل بالأرضي والطرف Out هو
الذي يؤخذ منه الجهد المنظم إلى الحمل, ومكثفين C1 وC2 قيمة كلا منهما 100 ناونو
فاراد وتكون مهمة هذه المكثفات حماية الدائرة من noise ومكثف C3 قيمته 100 مايكرو
فاراد عند الخرج.
Output Voltage وهي قيمة جهد الخرج التي يمكن أن تخرج من منظم الجهد.
Input Voltage وهي أقل قيمة جهد دخل لمنظم الجهد.
Output Current وهي قيمة تيار الخرج.
Dropout Voltage وهي قيمة الضريبة التي يأخذها منظم الجهد حتى يعمل بكفاءة أكثر.
سوف نأخذ مثال السلسلة LM78xx وسوف نجد خصائص هامة في هذه السلسلة وهى كالتالي:
قيمة Output Current هى 1 أمبير وهي أقصى قيمة لتيار الخرج وبعد هذه القيمة يقل عمل المنظم فمثلا لو كانت قيمة جهد الخرج 5 فولت عند زيادة التيار عن 1 أمبير تقل قيمة جهد الخرج عن 5 فولت.
خاصية Internal thermal overload protection وهي خاصية هامة جدا تعمل عند سحب تيار عالي من المنظم سوف تزداد درجة حرارة المنظم ولكن لن يتعرض للتلف ولن يتوقف عن العمل عند زيادة الحرارة بل يعمل على تقليل التيار والجهد لحماية المنظم وهذا معناه وجود حماية داخلية للمنظم لحماية من التلف.
خاصية Internal short circuit current limit وهي خاصية تعمل عندما يحدث لجهد الخرج short circuit تجعل التيار لا يرتفع بصورة كبيرة عند حدوث short circuit بينما يظل في حدود عمل المنظم فمثلا لو كان المنظم يخرج 1 أمبير عند حدوث short circuit عند جهد الخرج يظل المنظم يخرج 1 أمبير فقط.
مثال LM7805
قيمة Input Voltage هي 10 فولت وهي القيمة المفضلة له.
قيمة Output Voltage أقل قيمة له هي 4.8 فولت والقيمة المتوسطة له 5 فولت وأقصى قيمة له هي 5.2 فولت.
قيمة Line Regulation عندما يتغير جهد الخرج 1 أو 2 فولت وحتى 20 فولت يتغير جهد الخرج 3 ملي فولت، وهذا معناه أنه يحدث تغيير بسيط لا يذكر في جهد الخرج عندما يحدث تغيير كبير في جهد الدخل.
قيمة Load Regulation لو المنظم أعطى من 5 ملي أمبير إلى 1.5أميبر سوف يتغير جهد الخرج بقيمة 10 ملي فولت.
قيمة Dropout Voltage يأخذ المنظم ضريبة مقدارها 2 فولت حتى يعمل بكفاءة ولذلك يجب أن يتم أخذ هذه القيمة في الحسبان وزيادة قيمة جهد الدخل للحصول على جهد الخرج المطلوب بكفاءة عالية.
قيمة Output Resistance وهي 8 ملي أوم وكلما كانت أقل كانت أفضل حتى لا يسخن المنظم.
قيمة short circuit current لو عملت short circuit current عند جهد الخرج سوف يخرج المنظم 2 أمبير لأنه يعمل على تحديد التيار فلا نحصل على قيمة أعلى من ذلك.
قيمة Average TC of Vout كل زيادة درجة حرارة 1 درجة مئوية يقل جهد الخرج بمقدار 0.6 ملي فولت.
ملاحظة
في بعض أنواع الداتا شيت نجد دوائر مفضلة عن استخدام المنظم فمثلا نجد موصل دايود بالمنظم وتكون وظيفته حماية المنظم عند فصل جهد الدخل فجأة يعمل الدايود على إعادة شحن المنظم حتى يتم تفريغ جهد الخرج لحماية المنظم من التلف.
مراجع
المواصفات الفنية الهامة لمنظم الجهد في الداتا شيت
Output Voltage وهي قيمة جهد الخرج التي يمكن أن تخرج من منظم الجهد.
Input Voltage وهي أقل قيمة جهد دخل لمنظم الجهد.
Output Current وهي قيمة تيار الخرج.
Dropout Voltage وهي قيمة الضريبة التي يأخذها منظم الجهد حتى يعمل بكفاءة أكثر.
سوف نأخذ مثال السلسلة LM78xx وسوف نجد خصائص هامة في هذه السلسلة وهى كالتالي:
قيمة Output Current هى 1 أمبير وهي أقصى قيمة لتيار الخرج وبعد هذه القيمة يقل عمل المنظم فمثلا لو كانت قيمة جهد الخرج 5 فولت عند زيادة التيار عن 1 أمبير تقل قيمة جهد الخرج عن 5 فولت.
خاصية Internal thermal overload protection وهي خاصية هامة جدا تعمل عند سحب تيار عالي من المنظم سوف تزداد درجة حرارة المنظم ولكن لن يتعرض للتلف ولن يتوقف عن العمل عند زيادة الحرارة بل يعمل على تقليل التيار والجهد لحماية المنظم وهذا معناه وجود حماية داخلية للمنظم لحماية من التلف.
خاصية Internal short circuit current limit وهي خاصية تعمل عندما يحدث لجهد الخرج short circuit تجعل التيار لا يرتفع بصورة كبيرة عند حدوث short circuit بينما يظل في حدود عمل المنظم فمثلا لو كان المنظم يخرج 1 أمبير عند حدوث short circuit عند جهد الخرج يظل المنظم يخرج 1 أمبير فقط.
مثال LM7805
قيمة Input Voltage هي 10 فولت وهي القيمة المفضلة له.
قيمة Output Voltage أقل قيمة له هي 4.8 فولت والقيمة المتوسطة له 5 فولت وأقصى قيمة له هي 5.2 فولت.
قيمة Line Regulation عندما يتغير جهد الخرج 1 أو 2 فولت وحتى 20 فولت يتغير جهد الخرج 3 ملي فولت، وهذا معناه أنه يحدث تغيير بسيط لا يذكر في جهد الخرج عندما يحدث تغيير كبير في جهد الدخل.
قيمة Load Regulation لو المنظم أعطى من 5 ملي أمبير إلى 1.5أميبر سوف يتغير جهد الخرج بقيمة 10 ملي فولت.
قيمة Dropout Voltage يأخذ المنظم ضريبة مقدارها 2 فولت حتى يعمل بكفاءة ولذلك يجب أن يتم أخذ هذه القيمة في الحسبان وزيادة قيمة جهد الدخل للحصول على جهد الخرج المطلوب بكفاءة عالية.
قيمة Output Resistance وهي 8 ملي أوم وكلما كانت أقل كانت أفضل حتى لا يسخن المنظم.
قيمة short circuit current لو عملت short circuit current عند جهد الخرج سوف يخرج المنظم 2 أمبير لأنه يعمل على تحديد التيار فلا نحصل على قيمة أعلى من ذلك.
قيمة Average TC of Vout كل زيادة درجة حرارة 1 درجة مئوية يقل جهد الخرج بمقدار 0.6 ملي فولت.
ملاحظة
في بعض أنواع الداتا شيت نجد دوائر مفضلة عن استخدام المنظم فمثلا نجد موصل دايود بالمنظم وتكون وظيفته حماية المنظم عند فصل جهد الدخل فجأة يعمل الدايود على إعادة شحن المنظم حتى يتم تفريغ جهد الخرج لحماية المنظم من التلف.
دورة الالكترونيات العملية للمهندس وليد عيسي :منظمات الجهد Voltage Regulators