منظم الجهد هو جهاز بسيط وفعال من حيث التكلفة يمكنه تغيير جهد الدخل إلى مستوى مختلف عند الخرج ويمكنه الحفاظ على جهد خرج ثابت حتى في ظروف الحمل المتغيرة. تستخدم جميع الأجهزة الإلكترونية تقريبًا من شاحن هاتفك الخلوي إلى مكيفات الهواء إلى الجهاز الكهروميكانيكي المعقد منظم جهد لتوفير الفولتية المختلفة للتيار المستمر لمكونات مختلفة في الجهاز. بصرف النظر عن ذلك ، تستخدم جميع دوائر إمداد الطاقة رقائق منظم الجهد.
على سبيل المثال ، في هاتفك الذكي ، يتم استخدام منظم الجهد لزيادة أو تقليل جهد البطارية للمكونات (مثل الإضاءة الخلفية LED ، والميكروفون ، وبطاقة Sim ، وما إلى ذلك) التي تتطلب جهدًا أعلى أو أقل من البطارية. يمكن أن يؤدي اختيار منظم الجهد الخاطئ إلى الاعتمادية الضعيفة ، وزيادة استهلاك الطاقة ، وحتى المكونات المقلية.
لذلك في هذه المقالة ، سنناقش بعض المعلمات المهمة التي يجب وضعها في الاعتبار أثناء اختيار منظم الجهد لمشروعك.
عوامل مهمة لاختيار منظم الجهد
1. جهد الإدخال والجهد الناتج
تتمثل الخطوة الأولى نحو اختيار منظم الجهد في معرفة جهد الدخل والجهد الناتج الذي ستعمل به. تحتاج منظمات الجهد الخطي إلى جهد دخل أعلى من جهد الخرج المقدر. إذا كان جهد الدخل أقل من جهد الخرج المرغوب ، فإنه يؤدي إلى حالة عدم كفاية الجهد الذي يتسبب في تسرب المنظم وتقديم خرج غير منظم.
على سبيل المثال ، إذا كنت تستخدم منظم جهد 5 فولت بجهد تسرب 2 فولت ، فيجب أن يكون جهد الدخل أقل مساويًا لـ 7 فولت للإخراج المنظم. سينتج عن جهد الإدخال أقل من 7 فولت جهد خرج غير منظم.
هناك أنواع مختلفة من منظمات الجهد لمختلف نطاق جهد الدخل والإخراج. على سبيل المثال ، ستحتاج إلى منظم جهد 5 فولت لـ Arduino Uno ومنظم جهد 3.3 فولت لـ ESP8266. يمكنك حتى استخدام منظم الجهد المتغير الذي يمكن استخدامه لمجموعة من تطبيقات الإخراج.
2. تسرب الجهد
الجهد المتسرب هو الفرق بين جهد الدخل والخرج لمنظم الجهد. على سبيل المثال ، min. جهد الدخل 7805 هو 7 فولت ، والجهد الناتج هو 5 فولت ، لذلك لديه جهد تسرب 2 فولت. إذا انخفض جهد الدخل إلى أقل ، فإن جهد الخرج (5 فولت) + جهد التسرب (2 فولت) سينتج عن إخراج غير منظم يمكن أن يتلف جهازك. لذا قبل اختيار منظم الجهد ، تحقق من جهد التسرب.
يختلف جهد التسرب باختلاف منظمات الجهد ؛ على سبيل المثال ، يمكنك العثور على مجموعة من منظمات 5V بجهد تسرب مختلف. يمكن أن تكون المنظمات الخطية فعالة للغاية عندما يتم تشغيلها بجهد تسرب دخل منخفض للغاية. لذلك إذا كنت تستخدم بطارية كمصدر للطاقة ، فيمكنك استخدام منظمات LDO لتحقيق كفاءة أفضل.
3. تبديد السلطة
منظمات الجهد الخطي تبدد طاقة أكثر من تبديل منظمات الجهد. قد يؤدي التبديد المفرط للطاقة إلى استنزاف البطارية أو ارتفاع درجة حرارتها أو تلف المنتج. لذلك إذا كنت تستخدم منظم جهد خطي ، فاحسب أولاً تبديد الطاقة. بالنسبة للمنظمات الخطية ، يمكن حساب تبديد الطاقة من خلال:
الطاقة = (جهد الإدخال - جهد الإخراج) × التيار
يمكنك استخدام منظمات الجهد التحويل بدلاً من منظمات الجهد الخطي لتجنب مشكلة تبديد الطاقة.
4. الكفاءة
الكفاءة هي نسبة طاقة الخرج إلى طاقة الإدخال التي تتناسب مع نسبة جهد الخرج إلى جهد الدخل. لذا فإن كفاءة منظمات الجهد محدودة بشكل مباشر بجهد التسرب والتيار الهادئ بسبب ارتفاع الجهد المتسرب ، وانخفاض الكفاءة.
لتحقيق كفاءة أعلى ، يجب تقليل الجهد المتسرب والتيار الهادئ ، ويجب تقليل فرق الجهد بين المدخلات والمخرجات.
5. دقة الجهد
تعتمد الدقة الإجمالية لمنظم الجهد على تنظيم الخط وتنظيم الحمل وانحراف الجهد المرجعي وانحراف جهد مكبر الخطأ ومعامل درجة الحرارة. عادة ما يكون للمنظمات الخطية النموذجية مواصفات جهد الخرج التي تضمن أن الناتج المنظم سيكون في حدود 5٪ من الاسمي. لذلك إذا كنت تستخدم منظم الجهد لتشغيل الدوائر المتكاملة الرقمية ، فإن التسامح بنسبة 5٪ ليس مصدر قلق كبير.
6. تنظيم الحمل
يُعرَّف تنظيم الحمل بأنه قدرة الدائرة على الحفاظ على جهد خرج محدد في ظل ظروف تحميل مختلفة. يتم التعبير عن تنظيم الحمل على النحو التالي:
تنظيم الحمل = ∆Vout / ∆I out
7. تنظيم الخط
يُعرّف تنظيم الخط بأنه قدرة الدائرة على الحفاظ على جهد الخرج المحدد بجهد الدخل المتغير. يتم التعبير عن تنظيم الخط على النحو التالي:
تنظيم الحمل = ∆V خارج / ∆V in
لذلك لاختيار منظم الجهد المناسب لأي تطبيق ، يجب على المرء مراعاة جميع العوامل المذكورة أعلاه ،