Regulátor napětí IC 723 - pracovní, aplikační obvod

V tomto příspěvku se naučíme hlavní elektrické funkce, specifikace pinoutů, datový list a aplikační obvod IC 723.

IC 723 je univerzální, extrémně univerzální regulátor napětí IC, který lze použít k výrobě různých typů regulovaných napájecích zdrojů, jako jsou:

• Regulátor pozitivního napětí
• Regulátor záporného napětí
• Spínací regulátor
• Skládací omezovač proudu

Hlavní rysy

• Minimální napětí, které lze dosáhnout z regulačního obvodu IC 723, je 2 V a maximum je kolem 37 V.
• Špičkové napětí, které může IC zpracovat, je 50 V v pulzní formě a 40 V je maximální hranice nepřetržitého napětí.
• Maximální výstupní proud z tohoto IC je 150 mA, který lze upgradovat až na 10 ampérů prostřednictvím integrace externího tranzistoru řady pass.
• Maximální přípustný rozptyl tohoto IC 500 mW, proto by měl být namontován na vhodný chladič, aby byl zajištěn optimální výkon zařízení.
• Jako lineární regulátor potřebuje IC 723 vstupní napájení, které by mělo být alespoň o 3 V vyšší než požadované výstupní napětí a maximální rozdíl mezi vstupním a výstupním napětím by nikdy neměl překročit 37 V.

ABSOLUTNÍ MAXIMÁLNÍ HODNOCENÍ

• Pulzní napětí od V + do V- (50 ms) = 50V
• Trvalé napětí od V + do V- = 40V
• Rozdíl vstupního a výstupního napětí = 40V
• Maximální vstupní napětí zesilovače (buď vstup) = 8,5 V.
• Maximální vstupní napětí zesilovače (diferenciální) = 5V
• Proud ze Vz 25 mA Proud z VREF = 15 mA
• Kovová vnitřní ztráta energie = 800 mW
• CDIP = 900 mW
• PDIP = 660 mW
• Rozsah provozních teplot LM723 = -55 ° C až +150 ° C
• Rozsah skladovacích teplot Kovová plechovka = -65 ° C až + 150 ° C P DI P -55 ° C až + 150 ° C
• Teplota olova (pájení, max. 4 s) Hermetické balení = 300 ° C Plast
• Balení Tolerance ESD při 260 ° C = 1200 V (model lidského těla, 1,5 k0 v sérii se 100 pF)

Blokové schéma

S odkazem na výše uvedené blokové schéma vnitřních obvodů IC 723 vidíme, že zařízení je interně konfigurováno s vysoce stabilním referenčním napětím při 7 V, vytvořeným pomocí pokročilých obvodů pomocí operačních zesilovačů, vyrovnávacích zesilovačů a fází omezujících proud tranzistoru .

Můžeme si také představit, že místo vytvoření zpětnovazební stabilizace přímým spojením invertujícího vstupního pinu operačního zesilovače s výstupním pinoutem IC je invertující pin spíše zakončen samostatným samostatným pinoutem IC.

Tento invertující kolík usnadňuje integraci se středovým kolíkem externího potenciometru, zatímco ostatní vnější kolíky v banku jsou spojeny s výstupním vývodem zařízení a respektive zemí.

Jak potenciometr upravuje výstupní napětí

The potenciometr lze poté použít k přesnému nastavení nebo úpravě vnitřní referenční úrovně IC 723, a tedy stabilizovaného výstupu z IC následujícím způsobem:

• Postupné spouštění posuvného středového ramene hrnce směrem k zemi interaguje s invertujícím kolíkem operační zesilovače a zvyšuje výstupní napětí
• Pokud je jezdec potenciometru spuštěn dolů, místo toho, aby došlo ke stabilizaci výstupu na potenciálu shodném s referenčním napětím, reguluje zpětná vazba invertující vstup operačního zesilovače na potenciál vyvinutý potenciometrem.
• Kvůli sníženému potenciálu přes piny potenciometru je výstup vyzván ke zvýšení na větší potenciál, takže umožňuje invertujícímu vstupu seřídit na správnou vhodnou úroveň napětí.
• Pokud se středové rameno stěrače posune dále dolů, způsobí to úměrně vyšší pokles napětí, který způsobí, že výstup stoupne ještě výše, což způsobí, že výstupní napětí z IC bude vyšší.
• Abychom práci lépe porozuměli, představme si, že střední stěrač hrnce je posunut o 2/3 sekci ve spodním směru. To může způsobit, že zpětnovazební napětí na invertující kolík interního operačního zesilovače bude pouze 1/3 výstupního napětí.
• To umožňuje stabilizaci a konstantní výstup na potenciálu, který je třikrát vyšší než referenční napětí, a umožňuje stanovení vhodné úrovně napětí na invertujícím vstupu interního operačního zesilovače.
• Proto tato zpětnovazební regulace pomocí potenciometru umožňuje uživateli získat zamýšlené nastavitelné výstupní napětí spolu s velmi vysokou a účinnou úrovní stabilizace výstupu.

Výpočet výstupního napětí pomocí vzorce

V případě, že výstupem musí být pevné konstantní stabilizované napětí, může být pot nahrazen sítí děliče potenciálů pomocí odporů R1 a R2, jak je uvedeno níže:

Vzorec 7 (R1 + R2) / R2 volty určuje požadované konstantní výstupní napětí, kde je rezistor R1 připojen mezi výstup a invertující vstup operačního zesilovače, zatímco rezistor R2 je zapojen mezi invertující vstup a záporné napájecí vedení zařízení.

To znamená, že referenční napětí je přímo spojeno s neinvertujícím vstupem interního operačního zesilovače IC 723.

Číslo 7 ve vzorci označuje referenční hodnotu a také minimální výstupní napětí, které IC může dodat. Pro získání pevných výstupních napětí nižších než 7 V lze toto číslo ve vzorci nahradit požadovanou minimální hodnotou napětí.

Tato minimální hodnota výstupního napětí pro IC 723 však nemůže být menší než 2 V, proto vzorec pro upevnění 2 V na výstupu bude: 2 (R1 + R2) / R2

Porozumění funkci proudového limitu v IC 723

IC 723 umožňuje uživateli získat přesně nastavitelné řízení proudu na výstupu v závislosti na požadavku na zátěž.

K snímání a omezování proudu na požadovanou úroveň se používá řada diskrétně vypočítaných odporů.

Vzorec pro výpočet odporu omezujícího proud je jednoduchý a je uveden níže:

Rsc = 0,66 / maximální proud

Aplikační obvod IC 723

Výše uvedený aplikační obvod využívající IC 723 demonstruje praktický příklad užitečného stolní napájení který může dodávat rozsah výstupního napětí od 3,5 V do 20 voltů a optimální výstupní proud 1,5 A. 3stupňové přepínatelné rozsahy omezení proudu, přístupné prostřednictvím proudových rozsahů 15 mA, 150 mA a 1,5A (přibližně).

Jak to funguje

Vstup střídavého napájení ze sítě je snížen transformátorem T1 na 20 voltů s maximálním proudem 2 ampéry. Celovlnový usměrňovač vyrobený pomocí D1 až D4 a filtrační kondenzátor C1 převádí 20 V RMS AC na 28 V DC.

Jak již bylo zmíněno dříve, aby bylo možné dosáhnout minimálního rozsahu 3,5 voltů na výstupu, je nutné přidružit referenční zdroj IC na pinu 6 s neinvertujícím pinem 5 IC prostřednictvím vypočítaného potenciální dělič etapa.

To je realizováno prostřednictvím sítě vytvořené R1 a R2, které jsou vybrány se stejnými hodnotami. Kvůli identickým hodnotám děliče R1 / R2 se 7V reference na pinu 6 dělí 2, aby se vytvořil minimální efektivní výstupní rozsah 3,5 voltu.

Kladné napájecí vedení z můstkového usměrňovače je připojeno ke kolíku 12, Vcc IC, a také ke vstupu vyrovnávacího zesilovače pin12 ICI přes pojistku FS1.

Jelikož je samotná specifikace napájení integrovaného obvodu poměrně nízká, není vhodné ji vyrábět přímo z napájecího zdroje. Z tohoto důvodu je výstupní svorka pin10 IC 723 upgradována na externí tranzistor sledovače emitoru Tr1.

To umožňuje, aby se výstup IC upgradoval na mnohem vyšší proud v závislosti na jmenovitém výkonu tranzistoru. Aby se však zajistilo, že tento vysoký proud je nyní řízen podle potřeb specifikací výstupního zatížení, je veden přes volitelný stupeň omezovače proudu, který má 3 přepínatelné odpory snímající proud.

ME1 je vlastně měřič mV, který se používá jako ampérmetr. Měří pokles napětí na odporech snímajících proud a převádí jej na množství proudu odebíraného zátěží. R4 lze použít ke kalibraci rozsahu celého rozsahu řádově 20 mA, 200 mA a 2A, jak je stanoveno omezujícími rezistory R5, R6, R7.

To umožňuje přesnější a efektivnější odečet proudu ve srovnání s jediným rozsahem od 0 do 2A.

VR1 a R3 se používají k dosažení požadovaného výstupního napětí, které lze plynule měnit od přibližně 3,5 voltu do 23 voltů.

Pro zajištění vyšší přesnosti regulace výstupu s minimálními chybami a odchylkami se doporučuje použít 1% rezistory pro R1, R2 a R3.

C2 funguje jako kompenzační kondenzátor pro vestavěný kompenzační operační zesilovač stupně IC, který doplňuje zvýšenou stabilitu výstupu.

ME2 je konfigurován jako voltmetr pro čtení výstupních voltů. Přidružený rezistor R8 se používá k jemnému doladění a nastavení rozsahu napětí v plném rozsahu měřiče na přibližně 25 voltů. Měřič 100 ampérů k tomu funguje skvěle díky kalibraci jedné divize na volt.

Seznam dílů

Rezistory
R1 = 2,7k 1/4 watt 2% nebo lepší
R2 = 2,7k 1/4 watt 2% nebo lepší
R3 lk 1/4 watt 2% nebo lepší
R4 = 10k 0,25 watt přednastaveno
R5 = 0,47 ohmu 2 watt 5%
R6 = 4,7 ohmů 1/4 watt 5%
R7 = 47 ohmů 1/4 watt 5%
R8 = přednastaveno na 470k 0,25 wattů
VR1 = 4,7k nebo 5k lin. uhlík
Kondenzátory
C1 = 4700 AF 50V
C2 = 120 pF keramický disk
Polovodiče
IC1 = 723C (14 pinů DIL)
Tr1 = TIP33A
D1 až D4 = 1N5402 (4 vypnuto)
Transformátor
T1 Standardní síťový primární zdroj, 20 V 2 ampér sekundární
Přepínače
S1 = D.P.S.T. rotační síťový nebo přepínací typ
S2 = 3pásmový jednopólový rotační typ schopný přepínání
FS1 = 1,5A 20mm typ s rychlým úderem

Svítilna
Indikátor neonové lampy neon s integrovaným sériovým rezistorem
pro použití na 240V síti
Měřiče
MEI, ME2 100 uA. pohyblivé cívkové panelové měřiče (2 ks)
Smíšený
Skříň, výstupní zásuvky, veroboard, síťový kabel, drát, 20 mm
držák pojistek, pájka atd.

Automatické přizpůsobení osvětlení okolí

Tento obvod automaticky upraví osvětlení žárovky podle podmínek okolního nebo referenčního světla. To může být ideální pro osvětlení přístrojové desky, osvětlení hodin v ložnici a související účely.

Obvod byl vytvořen pro žárovky 6-24 V, celkový proud by nikdy neměl překročit 1 ampér. Nastavovač okolního světla funguje, jak je vysvětleno v následujících bodech.

LDR 1 skenuje a detekuje okolní světlo. LDR 2 je opticky připojen k žárovce. Okruh se pokusí vyvážit, jakmile dvě LDR 1 a LDR 2 detekují stejnou úroveň osvětlení.

Obvod by přesto měl indukovat, aby externí lampa (y) měla vyšší jas než intenzita okolního světla. Z tohoto konkrétního důvodu musí mít L1 jmenovitý proud nižší než L2, L3 atd., Nebo pokud to nebude dodrženo, může být mezi lampu (L1) a LDR uvnitř opto umístěna malá obrazovka (malá stránka papíru) - spojka.

Rezistor 0,68 ohmu omezuje proud lampy, kondenzátor 1 nF inhibuje přechod obvodu do oscilačního režimu. Obvod by měl být napájen minimálně o 8,5 voltů nižšími napětími, která by mohla ovlivnit provoz IC LM723.

Doporučujeme použít zdroj, který je vyšší než specifikace napětí lampy alespoň o 3 volty. Zener (Z1) je vybrán tak, aby doplňoval napětí lampy pro 6 V žárovky, vestavěný zener integrovaného obvodu lze využít připojením svorky 9 integrovaného obvodu k zemi.

Snížení ztráty v obvodu napájení IC 723

IC 723 je docela běžně používaný IC regulátor. Z tohoto důvodu by níže uvedený obvod, který je navržen tak, aby minimalizoval ztrátový výkon, zatímco je čip aplikován přes externí tranzistor, měl být opravdu populární.

Na základě podnikových datových listů musí být napájecí napětí IC 723 přísně minimálně 8,5 V, aby byla zaručena správná funkce vestavěné referenční hodnoty 7,5 V čipu a také interního diferenciálního zesilovače IC.

Při použití čipu 723 v nízkonapěťovém vysokonapěťovém režimu vede vnější tranzistor řady pracující přes stávající napájecí vedení používaná IC 723 obvykle k abnormálnímu odvodu tepla na sériovém externím tranzistoru.

Pro ilustraci, při napájení 5 V, 2 A pro TTL by mohlo být přes externí tranzistor dobře vypuštěno přibližně 3,5 V a ohromující 7 wattový výkon by byl plýtván teplem při současných podmínkách plného zatížení.

Filtrační kondenzátor musí být navíc větší, než je požadováno, aby se zabránilo poklesu napájecího napětí 723 pod zvlněnými žlaby pod 8,5 V. Ve skutečnosti je nutné, aby napájecí napětí externího tranzistoru bylo sotva o 0,5 V vyšší než regulované výstupní napětí, aby se umožnilo jeho nasycení.

Odpovědí je využít dalšího 8,5 V zdroje pro vaše zařízení 723 a nižšího napětí externího tranzistoru. Místo práce s jednotlivými vinutími transformátoru pro dvojici napájecích zdrojů je zdroj napájení pro IC 723 v zásadě extrahován špičkovou usměrňovací sítí obsahující D1 / C1.

Vzhledem k tomu, že 723 vyžaduje jen nepatrný proud, může se C1 rychle nabíjet na v podstatě špičkové napětí přes můstkový usměrňovač, 1,414x napětí RMS transformátoru minus pokles napětí přes můstkový usměrňovač.

Výsledkem musí být specifikace transformátorového napětí minimálně 7 V, aby mohl zdroj IC 723 umožnit zdroj 8,5 V. Na druhou stranu by bylo možné vhodným výběrem filtračního kondenzátoru C2 realizovat zvlnění kolem neregulovaného napájení ze sítě v způsob, že napětí klesne na přibližně 0,5 V vyšší než regulované výstupní napětí ve zvlněných žlabech.

Průměrné napětí přivedené na externí tranzistor může být následně nižší než 8,5 V a odvod tepla musí být nesmírně minimalizován.

Hodnota C1 závisí na nejvyšším základním proudu, který musí tato 723 přivádět do sériového výstupního tranzistoru. Jako obecné vodítko povolte přibližně 10 uF na mA. Základní proud lze určit dělením nejvyššího výstupního proudu ziskem tranzistoru nebo hFE. Příslušné číslo pro kondenzátor síťového filtru C2 může být mezi 1500 uF a 2200 uF na zesilovač výstupního proudu.