Видови на напонски регулатори

Објаснување на три различни типови на напонски регулатори

Кога е потребен постојан, сигурен напон , регулаторите на напонот се компонента за движење. Тие земаат влезниот напон и создаваат регулиран излезен напон, без оглед на влезниот напон или на фиксирано ниво на напон или прилагодливо ниво на напон (со избирање на вистинските надворешни компоненти).

Оваа автоматска регулација на нивото на излезен напон се ракува со различни техники за повратни информации, некои едноставно како Зенер диоди, додека други вклучуваат комплексни повратни топологии кои можат да ги подобрат перформансите, сигурноста, ефикасноста и да додадат други функции како зголемување на излезен напон над влезниот напон до регулаторот на напонот.

Видови на напонски регулатори

Постојат голем број на типови регулатори на напон кои се движат од многу прифатлива до многу ефикасна. Најприфатливиот и најчесто најлесен тип регулатор на напонот за употреба се линеарни напонски регулатори.

Линеарните регулатори доаѓаат во неколку типови, се многу компактни и често се користат во нисконапонски, ниско-енергетски системи.

Преклопувачките регулатори се многу поефикасни од линеарни регулатори на напонот, но тие се потешко да работат и поскапи.

Линеарни регулатори

Еден од најосновните начини за регулирање на напонот и обезбедување стабилен напон за електроника е да се користи стандарден 3-пински линеарен регулатор на напон, како што е LM7805, кој обезбедува излезна моќност од 5 волти 1 засилувач со влезниот напон до 36 волти ( во зависност од моделот).

Линеарни регулатори работат со прилагодување на ефективната сериска отпорност на регулаторот врз основа на повратниот напон, што во основа станува делител на напон. Ова им овозможува на регулаторот да произведе ефективен константен напон, без оглед на тоа кој тековен товар е поставен на него, до нејзиниот тековен капацитет.

Една од големите недостатоци на линеарни регулатори на напонот е големиот минимален пад на напонот преку регулаторот на напонот, што е 2,0 волти на стандардниот регулатор на регулација на напон LM7805. Ова значи дека за да се добие стабилен излез од 5 волти, потребен е најмалку влез од 7 волти. Овој пад на напонот игра голема улога во моќта што се дисипира со линеарен регулатор, што би требало да потроши најмалку 2 вати доколку доставува оптоварување од 1 засилувач (2 волти пад на напон од 1 ампер).

На дисипација на моќта се влошува поголема разликата помеѓу влезниот и излезниот напон. Така, на пример, додека изворот од 7 волти регулиран на 5 волти со 1 засилувач ќе исчезне 2 вати преку линеарен регулатор, изворот од 10 волти регулиран на 5 волти што ја испорачува истата струја би потрошил 5 вати, правејќи го регулаторот само 50% ефикасен .

Преклопни регулатори

Линеарни регулатори се одлични решенија за ниска потрошувачка, ниска цена апликации каде разликата во напонот помеѓу влезот и излезот е ниска и не е потребна многу енергија. Најголемата надолна страна на линеарните регулатори е дека тие се многу неефикасни, каде што се вклучуваат регулаторите за префрлување.

Кога е потребна висока ефикасност или се очекува широк опсег на влезниот напон, вклучувајќи ги напонските влезови под саканиот излезен напон, регулаторот за префрлување станува најдобра опција. Преклопувачките регулатори за напон имаат ефикасност на енергија од 85% или подобро во однос на ефикасноста на регулаторот на линеарен напон, кои често се под 50%.

Преклопувачките регулатори обично бараат дополнителни компоненти преку линеарни регулатори, а вредностите на компонентите имаат многу поголемо влијание врз вкупните перформанси на регулаторите за префрлување од линеарни регулатори.

Исто така, постојат повеќе предизвици во дизајнот за ефикасно користење на регулаторите за преклопување без да се загрозат перформансите или однесувањето на остатокот од колото поради електронската бучава што може да ја генерира регулаторот.

Зенер диоди

Еден од наједноставните начини за регулирање на напонот е Zener диодата. Додека линеарен регулатор е прилично основна компонента со неколку дополнителни компоненти потребни за работа и со многу малку дизајнерска сложеност, Zener диодата може да обезбеди соодветна регулација на напонот во некои случаи со само една компонента.

Бидејќи Зенер диодата ги избегнува сите дополнителни напон над прагот на напонот на дефектот на земјата, може да се користи како многу едноставен напонски регулатор со излезниот напон кој се влече низ цевките на зенер диодата.

За жал, Зенерс често се многу ограничени во нивната способност да се справи со моќност која ги ограничува каде што може да се користи како напонски регулатори само за многу ниска моќност апликации. Кога користите Zener диоди на овој начин, најдобро е да се ограничи достапната моќност која може да тече низ Zener со стратешки избор на отпорник со правилно големина.