'N Verduideliking van drie verskillende tipes spanningsreguleerders
Wanneer 'n bestendige, betroubare spanning nodig is, is spanningseienaars die go-to komponent. Hulle neem 'n insetspanning en skep 'n gereguleerde uitsetspanning, ongeag die insetspanning op 'n vaste spanningsvlak of verstelbare spanningsvlak (deur die regte eksterne komponente te kies).
Hierdie outomatiese regulering van die uitsetspanningsvlak word hanteer deur verskeie terugvoeringstegnieke, wat so eenvoudig as 'n Zener-diode is, terwyl ander komplekse terugvoer-topologieë bevat wat prestasie, betroubaarheid, doeltreffendheid kan verbeter, en ander eienskappe byvoeg soos om uitsetpanning bo die insetspanning te verhoog tot die spanningsreguleerder.
Tipes Spanningsreguleerders
Daar is 'n aantal tipes spanning reguleerders wat wissel van baie bekostigbaar tot baie doeltreffend. Die mees bekostigbare en dikwels die maklikste tipe spanningsreguleerder wat gebruik word, is lineêre spanningsreguleerders.
Lineêre reguleerders kom in 'n paar tipes, is baie kompak, en word dikwels gebruik in lae spanning, lae kragstelsels.
Omskakelreguleerders is baie meer doeltreffend as lineêre spanningsreguleerders, maar hulle is moeiliker om te werk en duurder.
Lineêre Reguleerders
Een van die mees basiese maniere om spanning te reguleer en 'n stabiele spanning vir elektronika te bied, is om 'n standaard 3-polige lineêre spanningsreguleerder soos die LM7805 te gebruik, wat 'n 5 volt 1 amp-uitset lewer met 'n insetspanning van tot 36 volt. afhangende van die model).
Lineêre reguleerders werk deur die effektiewe reeksweerstand van die reguleerder aan te pas, gebaseer op 'n terugkoppelspanning, wat in wese 'n spanningsverdelingskring word. Dit laat die reguleerder 'n effektiewe konstante spanning uit, ongeag wat die huidige vrag daarop geplaas word, tot sy huidige kapasiteit.
Een van die groot nadele aan lineêre spanningsreguleerders is die groot minimum spanningval oor die spanningsreguleerder, wat 2,0 volt op die standaard LM7805 lineêre spanningsreguleerder is. Dit beteken dat om die stabiele 5 volt-uitset te kry, ten minste 'n 7 volt-invoer benodig word. Hierdie spanning druppel speel 'n groot rol in die krag wat deur die lineêre reguleerder verdwyn word, wat minstens 2 watt moet afbreek as dit 'n 1 amp las (2 volt spanning dalingstye 1 amp) lewer.
Die kragverspreiding word erger hoe groter die verskil tussen die inset en uitset spanning. So byvoorbeeld, terwyl 'n 7 volt-bron wat gereël word teen 5 volt wat 1 amp lewer, 2 watt deur die lineêre reguleerder sal afbreek, sal 'n 10 volt-bron wat gereël word tot 5 volt wat dieselfde stroom lewer, 5 watt versprei, wat die reguleerder slegs 50% doeltreffend maak. .
Skakelreguleerders
Lineêre reguleerders is goeie oplossings vir lae krag, lae koste toepassings waar die spanning verskil tussen die inset en uitset laag is en nie veel krag benodig word nie. Die grootste kant na lineêre reguleerders is dat hulle baie ondoeltreffend is, en dit is waar skakelreguleerders in die spel speel.
Wanneer hoë doeltreffendheid nodig is of 'n wye reeks insetspanning verwag word, insluitende insetspanning onder die verlangde uitsetspanning, word 'n skakelreguleerder die beste opsie. Skakel spanning reguleerders het krag doeltreffendheid van 85% of beter in vergelyking met lineêre spanning reguleerder doeltreffendheid wat dikwels onder 50%.
Skakelreguleerders benodig oor die algemeen ekstra komponente oor lineêre reguleerders, en die waardes van die komponente het veel meer 'n impak op die algehele prestasie van skakelaarreguleerders as lineêre reguleerders.
Daar is ook meer ontwerpuitdagings om die skakelaarreguleerders effektief te gebruik sonder om die prestasie of gedrag van die res van die kring te benadeel weens die elektroniese geraas wat die reguleerder kan genereer.
Zener Diodes
Een van die eenvoudigste maniere om spanning te reguleer, is met 'n Zener-diode. Alhoewel 'n lineêre reguleerder 'n redelike basiese komponent is met min ekstra komponente wat nodig is om te werk en baie min ontwerpkompleksiteit, kan 'n Zener-diode in sekere gevalle voldoende spanningregulering verskaf met net een komponent.
Aangesien 'n Zener-diode alle ekstra spanning bo die spoeddrempel drempel na die grond verlaag, kan dit gebruik word as 'n baie eenvoudige spanningsreguleerder met die uitsetspanning wat oor die lei van die zener-diode getrek word.
Ongelukkig is Zeners dikwels baie beperk in hul vermoë om krag te hanteer, wat beperk waar hulle slegs as spanningstoestelle gebruik kan word vir baie lae kragtoepassings. As jy Zener-diodes op hierdie manier gebruik, is dit die beste om die beskikbare krag wat deur die Zener kan vloei, te beperk deur strategies genoegsame resistor te kies.