Isang Paliwanag ng Tatlong Iba't Ibang Uri ng Regulators ng Boltahe
Kapag ang isang matatag, maaasahang boltahe ay kinakailangan, boltahe regulators ay ang go-to component. Sila ay kumuha ng isang input boltahe at lumikha ng isang regulated boltahe output anuman ang input boltahe sa alinman sa isang nakapirming boltahe antas o adjustable boltahe antas (sa pamamagitan ng pagpili sa kanan panlabas na mga sangkap).
Ang awtomatikong regulasyon ng antas ng boltahe ng output ay hinahawakan ng iba't ibang mga diskarte sa feedback, ang ilan ay kasing simple ng isang Zener diode habang ang iba ay may kasamang kumplikadong mga topologies ng puna na maaaring mapabuti ang pagganap, kahusayan, kahusayan, at magdagdag ng iba pang mga tampok tulad ng pagpapalakas ng output boltahe sa itaas ng boltahe ng input ang boltahe regulator.
Mga Uri ng Regulators ng Boltahe
Mayroong isang bilang ng mga uri ng boltahe regulators na saklaw mula sa napaka-abot-kayang sa napaka mahusay. Ang pinaka-abot-kayang at madalas ang pinakamadaling uri ng boltahe regulator na gagamit ng mga linear voltage regulators.
Ang mga regulator ng lahi ay nagmumula sa isang pares ng mga uri, ay napaka-compact, at madalas na ginagamit sa mababang boltahe, mababa ang mga sistema ng kapangyarihan.
Ang paglipat ng mga regulator ay mas mahusay kaysa sa mga regulator ng linear boltahe, ngunit mas mahirap silang magtrabaho at mas mahal.
Linear Regulators
Ang isa sa mga pangunahing paraan upang makontrol ang boltahe at magbigay ng isang matatag na boltahe para sa elektronika ay ang paggamit ng isang standard na 3-pin linear boltahe regulator tulad ng LM7805, na nagbibigay ng isang 5 bolta 1 amp na output na may input boltahe sa hanggang sa 36 volts ( depende sa modelo).
Ang mga guhit na regulator ay gumagana sa pamamagitan ng pagsasaayos ng epektibong paglaban ng serye ng regulator batay sa isang boltahe ng feedback, mahalagang nagiging circuit divider circuit. Ito ay nagbibigay-daan sa regulator output ng isang epektibong pare-pareho boltahe alintana kung ano ang kasalukuyang load ay nakalagay sa ito, hanggang sa kanyang kasalukuyang kapasidad.
Isa sa mga malalaking downsides sa linear boltahe regulators ay ang malaking minimum na boltahe drop sa kabila ng boltahe regulator, na kung saan ay 2.0 volts sa standard LM7805 linear boltahe regulator. Nangangahulugan ito na upang makuha ang matatag na 5 volts output, hindi bababa sa isang 7 bolta input ay kinakailangan. Ang boltahe na drop na ito ay gumaganap ng isang malaking papel sa kapangyarihan na nalaglag ng linear regulator, na kung saan ay kailangang magwawalang-bahala ng hindi bababa sa 2 watts kung ito ay naghahatid ng 1 amp load (2 volt boltahe drop beses 1 amp).
Ang pagwawaldas ng kapangyarihan ay nagiging mas masahol ang mas malaki ang pagkakaiba sa pagitan ng input at output boltahe. Kaya, halimbawa, habang ang isang 7 bolta pinagkukunan regulated sa 5 volts naghahatid ng 1 amp ay pawiin ang 2 watts sa pamamagitan ng linear regulator, ang isang 10 bolta pinagmulan regulated sa 5 volts paghahatid ng parehong kasalukuyang ay magwawala 5 watts, na ginagawang ang regulator lamang 50% mahusay .
Pagpapalit ng mga Regulator
Ang mga linear regulator ay mahusay na solusyon para sa mababang kapangyarihan, mababang gastos sa mga aplikasyon kung saan ang boltahe pagkakaiba sa pagitan ng input at output ay mababa at hindi gaanong kapangyarihan ay kinakailangan. Ang pinakamalaking down side sa linear regulators ay na ang mga ito ay lubhang hindi sanay, na kung saan lumipat regulators dumating sa play.
Kapag ang mataas na kahusayan ay kinakailangan o isang malawak na hanay ng input boltahe ay inaasahan, kabilang ang input voltages sa ibaba ang nais na boltahe output, isang switching regulator ay nagiging ang pinakamahusay na pagpipilian. Ang paglipat ng boltahe regulators ay may kapangyarihan na kahusayan ng 85% o mas mahusay kumpara sa mga kahusayan sa linear boltahe na madalas na mas mababa sa 50%.
Ang paglipat ng mga regulator sa pangkalahatan ay nangangailangan ng mga dagdag na bahagi sa mga linear regulator, at ang mga halaga ng mga bahagi ay may higit pa sa isang epekto sa pangkalahatang pagganap ng mga regulator sa paglipat kaysa sa mga linear regulator.
Mayroon ding higit pang mga hamon sa disenyo sa paggamit ng mga regulator na lumipat nang epektibo nang walang pag-kompromiso sa pagganap o pag-uugali ng natitirang bahagi ng circuit dahil sa electronic na ingay na maaaring makagawa ng regulator.
Zener Diodes
Isa sa pinakasimpleng paraan upang makontrol ang boltahe ay ang isang Zener diode. Habang ang isang guhit regulator ay isang medyo pangunahing bahagi na may ilang mga dagdag na mga bahagi na kinakailangan upang gumana at napakaliit na disenyo kumplikado, isang Zener diode ay maaaring magbigay ng sapat na boltahe regulasyon sa ilang mga kaso na may lamang ng isang bahagi.
Dahil ang isang Zener diode shunts lahat ng dagdag na boltahe sa itaas nito breakdown boltahe threshold sa lupa, maaari itong magamit bilang isang napaka-simpleng boltahe regulator na may output boltahe na nakuha sa mga lead ng zener diode.
Sa kasamaang palad, ang mga Zeners ay kadalasang napakaliit sa kanilang kakayahang pangasiwaan ang kapangyarihan na naglilimita kung saan maaari silang gamitin bilang boltahe regulator sa napakababang mga application ng lakas lamang. Kapag gumagamit ng Zener diodes sa ganitong paraan, pinakamahusay na upang limitahan ang magagamit na kapangyarihan na maaaring daloy sa pamamagitan ng Zener sa pamamagitan ng madiskarteng pagpili ng isang maayos na laki ng risistor.