Pinge regulaatorite tüübid

Selgitus kolme erineva pinge reguleerijate tüübi kohta

Kui on vaja püsivat ja usaldusväärset pinget, on pinget reguleerivad komponendid. Nad võtavad sisendpinge ja loovad reguleeritud väljundpinge, olenemata sisendpingest fikseeritud pinge või reguleeritava pingetase (valides õiged välised komponendid).

Selle väljundpinge automaatse reguleerimisega tegelevad mitmesugused tagasiside tehnikad, mõned on lihtsalt Zeneri dioodid, samas kui teised sisaldavad kompleksseid tagasiside topoloogiaid, mis võivad parandada jõudlust, töökindlust ja efektiivsust ning lisada muid funktsioone, nagu sisendpinge kõrgema väljundpinge suurendamine pinge regulaator.

Pinge regulaatorite tüübid

Seal on mitut liiki pingeregulaatorid, mis ulatuvad väga taskukohast kuni väga tõhusaks. Kõige odavam ja sageli kõige lihtsam pingeregulaatori tüüp on lineaarsed pingeregulaatorid.

Lineaarsed regulaatorid tulevad paari tüüpi, on väga kompaktsed ja neid kasutatakse sageli madala pingega ja väikese võimsusega süsteemides.

Lülitusregulaatorid on palju tõhusamad kui lineaarsed pingeregulaatorid, kuid need on raskemad ja kallimad.

Lineaarsed regulaatorid

Üks põhilisi pinge reguleerimise ja stabiilse elektroonilise pinge mooduseid on kasutada standardseid 3-kontaktilist lineaarset pingeregulaatorit, näiteks LM7805, mis pakub 5-voldise 1-amprine väljundit sisendpingega kuni 36 volti ( olenevalt mudelist).

Lineaarsed regulaatorid töötavad regulaatori efektiivse seeria takistuse reguleerimisega, mis põhineb tagasiside pingel, muutudes sisuliselt pingejagajaks. See võimaldab regulaatoril väljastada efektiivset konstantset pinget sõltumata sellest, milline on selle praegune koormus, kuni selle praeguse võimsusega.

Üks lineaalpõrguregulaatorite suurtest nõrkustest on pinge regulaatori suur pinge langus, mis on standardse LM7805 lineaarse pinget reguleeriva regulaatori jaoks 2,0 volti. See tähendab, et stabiilse 5-voldise väljundi saavutamiseks on vaja vähemalt 7 volti sisendit. See pingelangus mängib suurt rolli lineaaregulaatori hajutatavas võimsuses, mis peaks hajutama vähemalt 2 vatti, kui see tarniks 1 amp-koormust (2-voldine pingelangus 1 amp).

Võimsuse hajumine halveneb, seda suurem on sisendi ja väljundpinge erinevus. Näiteks kui 7-voldine allikas, mis reguleerib 5-voldilist väljundit 1 amprini, hajub lineaarregulaatori kaudu 2 vatti, siis 10-voldine allikas, mis reguleerib 5 vatti, mis annab sama voolu, hajub 5 vatti, muutes regulaatori vaid 50% tõhusaks .

Reguleerijate lülitamine

Lineaarsed regulaatorid on suurepärased lahendused väikese võimsusega ja odavate rakenduste jaoks, kus pinge erinevus sisendi ja väljundi vahel on madal ja pole vaja palju energiat. Lineaarregulaatorite suurim allapoole on see, et need on väga ebaefektiivsed, kusjuures lülitusregulaatorid hakkavad mängima.

Kui vajatakse suuremat efektiivsust või eeldatakse laia sisendpinge vahemikku, sh sisendpinged allpool soovitud väljundpinget, on parima võimaluse lülitusregulaator. Lülituspinge regulaatoritel on võimsuse kasutegur 85% või parem võrreldes lineaarse pinget reguleeriva efektiivsusega, mis on sageli alla 50%.

Lülitusregulaatorid vajavad tavaliselt lineaaregulaatorite lisakomponente ja komponentide väärtused mõjutavad rohkem lülitusregulaatorite üldist jõudlust kui lineaarregulaatorid.

Samuti on üleminekuregulaatorite kasutamisel rohkem konstruktsioonilisi probleeme, ilma et see kahjustaks ülejäänud vooluahela töövõimet või käitumist elektroonilise müra tõttu, mida regulaator saab genereerida.

Zeneri dioodid

Üks lihtsamaid pinge reguleerimise võimalusi on Zeneri dioodiga. Kuigi lineaarregulaator on üsna põhikomponent, mille tööks on vaja vähe lisakomponente ja vähe disaini keerukust, võib Zeneri diood mõnel juhul anda piisava pinge reguleerimise ainult ühe komponendiga.

Kuna Zeneri diood lükkab kogu pinge üle pinge kõrgemale põrandale, saab seda kasutada väga lihtsaks pingeregulaatoriks, mille väljundpinge on ühendatud zener-dioodi juhtmetega.

Kahjuks on Zeners sageli väga piiratud võimega kasutada jõudu, mis piirab neid, kus neid saab pingeregulaatorina kasutada ainult väga väikese võimsusega rakenduste jaoks. Sellisel viisil Zener-dioodide kasutamisel on kõige parem piirata Zeneri kaudu voolavat võimsust, kui valida strateegiliselt sobiva suurusega takisti.