مقاله مدارات تغذیه
رگولاتورهای ولتاژ و مدارات تغذیه
تقریباً‌تمام مدارات الکترونیکی ، از مدارات سادة ترانزیستوری و آپ امپ تا سیستم های حساس میکروپرواسسوری و دیجیتالی به یک یا چند ولتاژ dc پایدار نیاز دارند منابع تغذیه رگوله نشده با ترانس – پل – خازن بعلت اینکه ولتاژهای خروجی آنها با جریان بار وولتاژ خط تغییر می کنند و نیز بدلیل اینکه آنها ریپل های 100Hz مهمی دارند . معمولاً کفایت نمی کنند . خوشبختانه ساخت منابع تغذیه پایدار که از فیدبک منفی برای رگوله شده بصورت جامع استفاده می شوند و می توانند با چیپ های رگولاتور ولتاژ مدار مجتمع که تنها به یک منبع ورودی dc رگوله نشده (از یک ترکیب ترانس – پل – خازن ؛ یک باطری ، یا چند منبع دیگر dc ورودی ) و چند المان دیگر نیاز دارند باسانی ساخته می شوند .
در این فصل چگونگی ساخت رگولاتورهای ولتاژ را با استفاده از مدارات مجتمع بخصوص خواهید دید همین روشهای مداری می تواند برای ساختن رگولاتورهای با المان های مجزا به کار رود (ترانزیستورها ، مقاومت ها ، غیره ) اما بعلت موجود بودن چیپ های رگولاتور ارزان با کارائی زیاد ، استفاده از المانهای مجزا در طرح های جدید مزیتی ندارد . رگولاتورهای ولتاژ ما را به حوزة تلف قدرت زیاد وارد می کنند . بنابراین در مورد سینک گرمایی ور وش هایی نظیر «محدود کردن Fold back »برای محدود کردن عملکرد درجه حرارت های ترانزیستور و جلوگیری از صدمه به مدار صحبت خواهیم کرد این روش ها می توانند برای تمام ترتیبات مدارات قدرت شامل تقویت کننده های قدرت نیز استفاده شوند . با دانشی که در اینجا نسبت به رگولاتورها بدست خواهیم آورد قادر خواهیم بود به عقب برگشته و طراحی تغذیه رگوله نشده را به تفصیل بحث نماییم در این فصل به مراجع ولتاژ و آی سی های مرجع ولتاژ که خارج از طرح منبع تغذیه نیز استفاده می شوند نظری خواهیم انداخت .
1-2- مشخصه ها و خصوصیات منابع تغذیه :
بطور کلی میتوان منبع تغذیه ها را از 6 نقطه نظر مختلف طبقه بندی کرد :
1)طبقه بندی از نظر میزان صاف بودن ولتاژ تغذیه
منبع تغذیه صاف نشده ، در این حالت مقداری سیگنال AC برروی ولتاژ تغذیه سوار می شود ، که ولتاژ ریپل نام دارد ( در یکسوسازی تمام موج فرکانس آن دو برابر فرکانس سیگنال AC می باشد )
منبع تغذیه صاف شده ، در این نوع تغذیه مدارهای اضافی برای کاهش دامنه ریپل در نظر گرفته شده است .
...
4-2- ترانزیستورهای قدرت و دفع حرارت
همانند مدار قبل ، استفاده از ترانزیستورهای قدرت یا ادوات دیگر جریان زیاد نظیر SCRها یا یکسو کننده های قدرت که می توانند وات زیادی را تلف کنند اغلب لازم است
2N3055 یک ترانزیستور قدرت ارزان فوق العاده مشهور در صورتیکه بطور مناسب نصب گرددمی تواند تا 115 وات تلف کند تمام ادوات قدرت طوری ساخته می شوند که بین سطح فلزی آنها و هیت سینک یک اتصال برقرار شود . در اکثر موارد سطح فلزی وسیله الکتریکی به یک پایه وصل می شود ( مثلاً برای ترانزیستورهای قدرت بدنه همیشه به کلکتور متصل می شود )
منظور اصلی از دفع گرما حفظ اتصال ترانزیستور ( یا اتصال یک وسیلة‌دیگر ) زیر حداکثر نقطة کار مشخص شده است . برای ترانزیستورهای سیلیکونی با بدنة فلزی ، حداکثر درجة حرارت اتصال معمولاً 200°c است ، در حالیکه برای ترانزیستورهای با بدنة پلاستیکی معمولاً 150°C است .
جدول (1-2)چند ترانزیستور ، قدرت مفید را به همراه خواص حرارتی آنها فهرست نموده است آنگاه طراحی هیت سینک ساده می شود با دانستن قدرت حداکثری که وسیله در یک مدار معین تلف خواهد نمود ؛ درجه حرارت اتصال را محاسبه مینماید . که این محاسبه به اثرات هدایت گرمایی در ترانزیستور ، هیت سینک، غیره و حداکثر درجه حرارت محیط که در آن مدار انتظار کارکردن را دارد نیز نیاز دارد .آنگاه برای حفظ در جه حرارت اتصال به حد کافی زیر حداکثر درجه حرارت مشخص شده توسط سازنده یک هیت سینک مناسب انتخاب می نماییم محافظه کار بودن در طراحی هیت سینک عاقلانه است زیرا عمر ترانزیستور در درجه حرارت های نزدیک یا بالای حداکثر بشدت کاهش می یابد .
1-4-2- مقاومت حرارتی
برای انجام محاسبات هیت سینک مقاومت حرارتی را استفاده نمایند . بصورت افزایش گرما ( بر حسب درجه ) تقسیم بر قدرت منتقل شده تعریف می گردد برای گرما کامل منتقل شده توسط هدایت ، مقاومت حرارتی یک ثابت مستقل از درجه حرارت است که به خواص مکانیکی اتصال بستگی دارد . برای یک زنجیره از نقاط حرارتی بصورت سری ، مقاومت حرارتی کل برابر مجموع مقاومت های حرارتی نقاط جدا از هم می باشد . بنابراین ، برای یک ترانزیستور متصل روی هیت سینک ، مقاومت حرارتی نقاط جدا از هم می باشند .