Ciekawy

Obwody regulatora napięcia

Obwody regulatora napięcia


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Regulatory napięcia są szeroko stosowane w obwodach zasilania elektroniki. Zapewniają bardzo wysokie stopnie regulacji i niskie tętnienia, chociaż ich skuteczność jest znacznie niższa niż w przypadku innej popularnej formy regulatora zwanej regulatorem impulsowym. Jednak regulatory liniowe są nadal używane w dużych ilościach ze względu na ich względną prostotę i wysoki poziom wydajności.

Możliwe jest wykonanie obwodów regulatora napięcia z obu elementów dyskretnych, jak również użycie regulatorów IC. Regulatory IC umożliwiają osiągnięcie bardzo wysokich poziomów wydajności, często przy użyciu stosunkowo niewielu komponentów, ale często w wielu projektach możliwe jest użycie kilku dostępnych komponentów, aby stworzyć idealnie odpowiedni obwód regulatora napięcia.

Podstawowa koncepcja obwodów regulatora napięcia

Chociaż istnieje wiele różnych obwodów regulatorów napięcia i regulatorów obwodów scalonych, podstawowe pojęcia dotyczące tych obwodów należą do jednej z dwóch podstawowych kategorii:

  • Szeregowy obwód regulatora
  • Obwód regulatora równoległego lub bocznikowego.

Wszystkie obwody regulatora napięcia należą do jednej z tych kategorii, chociaż z dwóch najczęściej spotykanych typów obwodów regulatora pełnego napięcia jest regulator szeregowy.

Oprócz regulatorów napięcia, które są klasyfikowane jako regulatory szeregowe i bocznikowe, możliwe jest również podzielenie ich na dwie inne kategorie w zależności od trybu pracy:

  • Liniowe regulatory napięcia.
  • Przełączanie regulatorów napięcia.

Szeroko stosowane są zarówno obwody regulatora liniowego, jak i przełączającego. Każdy typ ma swoje zalety i wady, dlatego też wybór typu regulatora należy uzależnić od przewidywanego zastosowania.

Szeregowy obwód regulatora napięcia

Szeregowe obwody regulatora napięcia działają przy użyciu szeregowego elementu sterującego, takiego jak tranzystor bipolarny lub tranzystor polowy. Podstawą działania obwodu jest sterowanie przewodnością tego elementu szeregowego za pomocą napięcia sterującego. Jeśli napięcie wyjściowe ma tendencję do wzrostu, zostanie to wykryte, a napięcie sterujące zostanie dostosowane w celu zmniejszenia przewodności elementu szeregowego, co spowoduje wzrost napięcia na elemencie szeregowym. Ponieważ element szeregowy i obciążenie tworzą obwód dzielnika potencjału, jakikolwiek wzrost napięcia na szeregowym elemencie sterującym spowoduje spadek napięcia na obciążeniu.

Podobnie, jeśli napięcie na obciążeniu ma tendencję do zbyt niskiego spadku, zostanie to wykryte, a napięcie sterujące dla elementu szeregowego spowoduje wzrost przewodności elementu szeregowego i napięcie na obciążeniu zostanie utrzymane.

Jest to typowa forma systemu negatywnego sprzężenia zwrotnego. Napięcie sterujące musi mieć odniesienie, z którym można porównać wyjście. Jest to często zapewniane przez obwód odniesienia napięcia oparty na diodzie Zenera. Napięcie wyjściowe z regulatora jest pobierane, często przez dzielnik potencjału, i porównywane z napięciem odniesienia, a napięcie błędu jest zwracane jako napięcie sterujące w celu zmiany przewodności elementu sterowania szeregowego.

Możliwa jest zmiana napięcia wyjściowego poprzez zmianę wielkości, o jaką dzielone jest wyjście. Poprzez umieszczenie rezystora zmiennego w dzielniku potencjału można zmienić napięcie porównywane z napięciem odniesienia. To z kolei zmieni napięcie wyjściowe z obwodu regulatora napięcia.

Obwód regulatora napięcia bocznikowego

Jak sama nazwa wskazuje, bocznikowy regulator napięcia działa równolegle z obciążeniem, a nie jest z nim szeregowo. Wykorzystując formę urządzenia stałoprądowego, które może być tak proste jak rezystor, działa równolegle z obciążeniem, bocznikując lub absorbując prąd, tak że napięcie na obciążeniu pozostaje takie samo.

W najprostszych formach regulatorów bocznikowych wykorzystuje się urządzenia o stałym napięciu, takie jak diody Zenera. Obwody te wykorzystują rezystor szeregowy, aby zapewnić działanie ograniczające prąd, a dioda Zenera jest umieszczona między rezystorem a masą równolegle z obciążeniem. Ponieważ dioda Zenera utrzymuje stałe napięcie, a zmiany prądu pod wpływem obciążenia nie spowodują żadnych (znaczących) zmian napięcia, ponieważ dioda będzie utrzymywać stałe napięcie, przejmując wszelkie zmiany prądu. Oczywiście istnieją inne, bardziej wyrafinowane formy regulatora bocznikowego, ale wersja z diodą Zenera jest najprostsza i najprostsza.

Liniowy regulator napięcia

Liniowy obwód regulatora napięcia to taki, w którym przewodność szeregowego elementu regulacyjnego zmienia się w sposób liniowy, aby zapewnić utrzymanie wymaganego napięcia na wyjściu. W ten sposób napięcie wyjściowe jest utrzymywane tak dokładnie, jak to możliwe, i uzyskuje się najczystszą moc wyjściową.

Chociaż liniowy obwód regulatora napięcia oferuje bardzo wysokie poziomy wydajności w zakresie szumów, tętnień i regulacji, ten typ obwodu nie jest wydajny. Szeregowy element regulacyjny wymaga znacznego spadku napięcia, aby był w stanie utrzymać wysoki poziom hałasu i wymagane tłumienie tętnień. Szeregowy element regulacyjny musi być w stanie rozpraszać znaczne poziomy mocy w zależności od wymaganej mocy. Oznacza to, że te zasilacze mogą być duże i ciężkie.

Przełączający regulator napięcia

W przeciwieństwie do regulatorów liniowych, w których element szeregowy zmienia się w sposób liniowy, element szeregowy w regulatorach przełączających ma tylko dwa stany - włączony i wyłączony. Regulator działa na zasadzie ładowania dużego kondensatora na wyjściu. Gdy napięcie spada, gdy ładunek jest używany do zasilania obciążenia, włącza się regulator szeregowy. Po osiągnięciu wymaganego napięcia wyłącza się ponownie. Mając wystarczająco duży kondensator zasobnikowy na wyjściu, skoki przełączające są usuwane w głównym.

Zaletą regulatorów impulsowych jest znacznie wyższy poziom wydajności, jaki są w stanie zaoferować. Element szeregowy rozprasza bardzo mało mocy, gdy jest włączony lub wyłączony. W efekcie te zasilacze są nie tylko bardzo wydajne, ale można je również znacznie zmniejszyć. Problem polega na tym, że na wyjściu zawsze występują skoki przełączania, a poziom ogólnego szumu na wyjściu jest większy niż te oferowane przez regulatory liniowe. Jednak są one całkiem wystarczające do wielu zastosowań, w wyniku czego są bardzo szeroko stosowane.

Podsumowanie

Liniowe regulatory napięcia są bardzo szeroko stosowane w obwodach elektronicznych. W obwodach pracujących z dużymi prędkościami i wymagających dokładnej konserwacji szyn zasilających, obwody regulatorów napięcia są używane do zapewnienia zasilania dla większości obwodów.


Obejrzyj wideo: naprawa alternatora Wymiana regulatora napięcia alternator Bosch VW 1,9tdi (Może 2022).