Trijų skirtingų įtampos reguliatorių tipų paaiškinimas
Kai reikalinga pastovi, patikima įtampa , įtampos reguliatoriai yra "go-to" komponentas. Jie imasi įėjimo įtampos ir sukuria reguliuotą išėjimo įtampą nepriklausomai nuo įėjimo įtampos fiksuoto įtampos lygyje arba reguliuojamo įtampos lygio (pasirinkdami tinkamus išorinius komponentus).
Šis automatinis išėjimo įtampos lygio reguliavimas atliekamas įvairiais grįžtamojo ryšio būdais, kai kurie yra tokie pat paprasti, kaip "Zener" diodas, o kitose - sudėtingos grįžtamojo ryšio topologijos, kurios gali pagerinti našumą, patikimumą, našumą ir pridėti kitų funkcijų, pvz., Padidinant išėjimo įtampą virš įėjimo įtampos įtampos reguliatorius.
Įtampos reguliatorių tipai
Yra daugybė įtampos reguliatorių tipų, kurie yra labai įperkami arba labai efektyvūs. Labiausiai įperkamas ir dažniausiai labiausiai paprastas įtampos reguliatoriaus tipas yra linijinės įtampos reguliatoriai.
Linijiniai reguliatoriai turi porą tipų, yra labai kompaktiški ir dažnai naudojami žemos įtampos, mažos galios sistemose.
Perjungimo reguliatoriai yra daug efektyvesni nei linijiniai įtampos reguliatoriai, tačiau jiems sunkiau dirbti ir brangesni.
Linijiniai reguliatoriai
Vienas iš pagrindinių įtampos reguliavimo būdų ir stabilios elektronikos įtampos yra standartinio 3 polių įtampos reguliatoriaus, pvz., LM7805, kuris užtikrina 5 voltų 1 stiprintuvo išėjimą su įėjimo įtampa iki 36 voltų ( priklausomai nuo modelio).
Linijiniai reguliatoriai veikia reguliuodami reguliatoriaus veiksmingą serijos pasipriešinimą, pagrįstą grįžtamojo ryšio įtampa, iš esmės tampa įtampos daliklio grandine. Tai leidžia reguliatoriui išvystyti veiksmingą pastovią įtampą, neatsižvelgiant į tai, kokia yra dabartinė apkrova, neviršijant dabartinės talpos.
Vienas iš didžiausių linijinės įtampos reguliatorių trūkumų yra didelis mažiausias įtampos reguliatoriaus įtampos kritimas, kuris yra 2,0 voltų standartiniame LM7805 tiesinės įtampos reguliatoriuje. Tai reiškia, kad norint gauti stabilų 5 voltų produkciją, reikalingas bent 7 voltų įėjimas. Šis įtampos kritimas vaidina didelį vaidmenį linijinės reguliatoriaus išskiriamos galios, kuri turėtų išsklaidyti mažiausiai 2 vatus, jei ji tiektų 1 ampinę apkrovą (2 voltų įtampos kritimas kartų po 1 amperą).
Sklaidos galia blogėja, tuo didesnis skirtumas tarp įėjimo ir išėjimo įtampos. Pavyzdžiui, nors 7 voltų šaltinis, reguliuojamas iki 5 voltų, tiekiantis 1 amperą, per linijinį reguliatorių išsklaidytų 2 vatus, 10 voltų šaltinis, reguliuojamas iki 5 voltų, tiekiantis tą pačią srovę, išsklaidytų 5 vatus, todėl reguliatorius veikė tik 50% efektyviai .
Perjungimo reguliatoriai
Linijiniai reguliatoriai yra puikūs sprendimai mažos galios, mažos vertės programoms, kai įtampos skirtumas tarp įėjimo ir išėjimo yra mažas ir nereikia daug energijos. Didžiausia linijinių reguliatorių pusė yra ta, kad jie yra labai neveiksmingi, todėl įjungiami perjungimo reguliatoriai.
Jei reikalingas didelis efektyvumas arba tikimasi įvairaus įėjimo įtampos, įskaitant įėjimo įtampą žemiau norimos išėjimo įtampos, geriausias pasirinkimas yra jungiklio reguliatorius. Perjungimo įtampos reguliatoriai turi galios efektyvumą 85% ar daugiau lyginant su linijinės įtampos reguliatoriaus našumu, kurie dažnai yra mažesni nei 50%.
Perjungimo reguliatoriai paprastai reikalauja papildomų komponentų virš linijinių reguliatorių, o sudedamųjų dalių vertės daro didesnę įtaką bendrajam perjungimo reguliatorių veikimui nei linijinės reguliatoriai.
Taip pat yra daugiau konstrukcinių iššūkių naudojant perjungimo reguliatorius veiksmingai, nesukeliant pavojaus likusio grandinės veikimui ar veikimui dėl elektroninio triukšmo, kurį reguliatorius gali generuoti.
Zenerio diodai
Vienas iš paprasčiausių būdų įtampos reguliavimui yra "Zener" diodas. Nors linijinis reguliatorius yra gana pagrindinis komponentas, kurio sudėtyje yra keli papildomi komponentai, kurie reikalingi dirbti ir labai mažai konstrukcijos sudėtingumo, tam tikrais atvejais Zenerio diodas gali užtikrinti tinkamą įtampos reguliavimą tik vienu komponentu.
Kadangi " Zener" diodas išnaudoja visą papildomą įtampą virš jos įžeminimo įtampos slenksčio į žemę, jis gali būti naudojamas kaip labai paprastas įtampos reguliatorius, kurio išėjimo įtampa yra ištraukta per " Zener" diodo laidus.
Deja, "Zeners" dažnai yra labai riboti savo pajėgumus valdyti galią, kuri riboja tai, kur jie gali būti naudojami kaip įtampos reguliatoriai tik labai mažai galios. Tokiu būdu naudojant "Zener" diodus, geriausia apriboti galimą maitinimą, kuris gali tekėti per "Zener", strategiškai pasirenkant tinkamo dydžio rezistorių.