Ang mga regulator ng boltahe ay isang pangkaraniwang tampok sa maraming circuits upang matiyak na ang isang pare-pareho, matatag na boltahe ay ibinibigay sa mga sensitibong electronics. Ang kanilang operasyon ay karaniwang ng maraming circuits ng analog, ang matalinong at eleganteng paggamit ng feedback upang ayusin ang output sa isang nais na antas.
Pangkalahatang-ideya ng Boltahe ng Regulator
Kapag ang isang matatag, maaasahang boltahe ay kinakailangan, boltahe regulators ay ang go-to mga sangkap. Ang boltahe ng mga regulator ay nagsasagawa ng isang input boltahe at lumikha ng isang regulated boltahe ng output anuman ang boltahe ng input sa alinman sa isang nakapirming boltahe antas o at adjustable boltahe antas (sa pamamagitan ng pagpili ng tamang mga panlabas na bahagi). Ang awtomatikong regulasyon ng antas ng output boltahe 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, pagiging maaasahan, kahusayan, at magdagdag ng iba pang mga tampok tulad ng pagpapalakas ng boltahe ng output sa itaas ng boltahe ng input ang boltahe regulator.
Paano Gumagana ang Regulators ng Linear Voltage
Ang pagpapanatili ng isang nakapirming boltahe na may isang hindi kilalang at maaaring maingay (o mas masahol na) input ay nangangailangan ng feedback signal upang malaman kung anong mga pagsasaayos ang kailangang gawin. Ang mga regulator ng lahi ay gumamit ng isang kapangyarihan transistor (alinman sa BJT o MOSFET depende sa bahagi na ginamit) bilang isang variable risistor na kumilos tulad ng unang kalahati ng isang boltahe divider network. Ang output ng boltahe divider ay ginagamit bilang feedback upang himukin ang kapangyarihan transistor nang naaangkop upang mapanatili ang isang pare-pareho ang output boltahe. Sa kasamaang palad, dahil ang transistor ay kumikilos tulad ng isang risistor ito wastes ng maraming enerhiya sa pamamagitan ng pag-convert ito sa init, madalas ng maraming init. Dahil ang kabuuang lakas na na-convert sa init ay katumbas ng boltahe drop sa pagitan ng input boltahe at ang output boltahe ulit ang kasalukuyang ibinibigay, ang kapangyarihan mapawi madalas ay maaaring maging napakataas at humingi ng magandang heatsinks.
Ang isang alternatibong paraan ng linear regulator ay isang shunt regulator, tulad ng isang Zener diode . Sa halip na kumilos bilang isang variable serye paglaban bilang ang karaniwang linear regulator ay, ang isang shunt regulator ay nagbibigay ng isang path sa lupa para sa labis na boltahe (at kasalukuyang) upang daloy sa pamamagitan ng. Sa kasamaang palad, ang ganitong uri ng regulator ay kadalasang mas mabisa kaysa sa isang tipikal na linear regulator na serye at praktikal lamang kapag napakaliit na kapangyarihan ang kailangan at ibinibigay.
Paano Gumagana ang Mga Boltahe ng Pagpapalit ng Boltahe
Ang isang switching voltage regulator ay gumagana sa isang ganap na naiibang punong-guro kaysa sa mga guhit na boltahe regulators. Sa halip na kumilos bilang isang boltahe o kasalukuyang lababo upang magkaloob ng isang pare-pareho na output, ang isang switching regulator ay nag-iimbak ng enerhiya sa isang tinukoy na antas at gumagamit ng feedback upang matiyak na ang antas ng bayad ay pinananatili sa minimal na alon na boltahe. Ang pamamaraan na ito ay nagpapahintulot sa paglipat regulator upang maging mas mahusay na ang linear regulator sa pamamagitan ng pag-on ng isang transistor ganap na (na may minimal na paglaban) lamang kapag ang enerhiya imbakan circuit ay nangangailangan ng isang pagsabog ng enerhiya. Binabawasan nito ang kabuuang lakas na nasayang sa sistema sa paglaban ng transistor sa panahon ng paglipat dahil sa mga transition mula sa pagsasagawa (napakababang paglaban) sa hindi pagsasagawa (napakataas na pagtutol) at iba pang maliliit na pagkalugi ng circuit.
Ang mas mabilis na switch switch ng regulator, ang mas kaunting kapasidad ng imbakan ng enerhiya na kailangan nito upang mapanatili ang nais na boltahe ng output na nangangahulugang ang mga mas maliit na sangkap ay maaaring gamitin. Gayunpaman, ang gastos ng mas mabilis na paglipat ay isang pagkawala sa kahusayan habang ang mas maraming oras ay ginugol sa paglipat sa pagitan ng mga estado ng pagsasagawa at hindi pagpapadaloy na nangangahulugang mas maraming kapangyarihan ang mawawala dahil sa resistive heating.
Ang isa pang side effect ng mas mabilis na paglipat ay ang pagtaas sa elektronikong ingay na nabuo ng switching regulator. Sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang mga pamamaraan ng paglipat, ang isang switching regulator ay maaaring lumipat pababa sa input boltahe (buck topology), hakbang up ang boltahe (mapalakas topology), o parehong hakbang down o step up ang boltahe (buck-boost) bilang kinakailangan mapanatili ang nais na output boltahe na nagpapalitaw ng mga regulator ng isang mahusay na pagpipilian para sa maraming mga baterya pinagagana ng mga application dahil ang switching regulator ay maaaring hakbang up o mapalakas ang input boltahe mula sa baterya bilang discharges ng baterya. Pinapayagan nito ang mga elektronika na magpatuloy upang gumana nang higit pa sa punto kung saan ang baterya ay maaaring direktang matustusan ang tamang boltahe para sa circuit upang gumana.