כיצד לפעול מתח הרגולטורים

הרגולטורים מתח הם תכונה נפוצה במעגלים רבים על מנת להבטיח מתח יציב, יציב מסופק אלקטרוניקה רגישים. אופן הפעולה שלהם אופייני למעגלים אנלוגיים רבים, שימוש מושכל ואלגנטי במשוב כדי להתאים את התפוקה לרמה הרצויה.

סקירת רגולטור מתח

כאשר נדרש מתח יציב ואמין, הרגולטורים של המתח הם רכיבי ה - go-to. רגולטורי המתח לוקחים מתח קלט ויוצרים מתח יציאה מוסדר ללא התחשבות במתח הקלט ברמת מתח קבוע או ברמת מתח מתכווננת (על ידי בחירת הרכיבים החיצוניים הנכונים). זה הרגולציה אוטומטית של רמת מתח המוצא מטופל על ידי טכניקות משוב שונות, כמה פשוט כמו דיודת זנר, בעוד אחרים כוללים טופולוגיות משוב מורכבות שיכולים לשפר את הביצועים, האמינות, יעילות, ולהוסיף תכונות אחרות כמו הגדלת מתח הפלט מעל מתח הקלט את הרגולטור מתח.

איך ליניארי מתח הרגולטורים עבודה

שמירה על מתח קבוע עם קלט לא ידוע ורעשני (או גרוע מכך) דורשת אות משוב כדי לדעת אילו התאמות צריכות להתבצע. רגולטורים לינאריים משתמשים בטרנזיסטור כוח (או BJT או MOSFET בהתאם למרכיב המשמש) כנגן משתנה שמתנהג כמו במחצית הראשונה של רשת מחלק מתח. התפוקה של מחלק המתח משמשת כמשוב להנעת טרנזיסטור ההספק באופן תקין כדי לשמור על מתח יציאה קבוע. למרבה הצער, מאז הטרנזיסטור מתנהג כמו נגד זה זה מבזבז הרבה אנרגיה על ידי המרת אותו לחום, לעתים קרובות הרבה חום. מאז הכוח הכולל המרה לחום שווה לירידה מתח בין מתח הקלט לבין מתח המוצא פעמים הנוכחי מסופק, כוח מתפזר יכול להיות גבוה מאוד ולדרוש heatsinks טוב.

צורה חלופית של הרגולטור ליניארי הוא הרגולטור shunt, כגון דיודת זנר . במקום לפעול כמו התנגדות סדרה משתנה כמו הרגולטור ליניארי טיפוסי עושה, הרגולטור shunt מספק נתיב הקרקע עבור מתח עודף (הנוכחי) לזרום דרך. למרבה הצער, סוג זה של הרגולטור הוא לעתים קרובות אפילו פחות יעיל מאשר הרגולטור ליניארי סדרת טיפוסי הוא רק מעשי כאשר כוח קטן מאוד נדרש ומסופק.

איך להחליף את הרגולטורים מתח עבודה

מתאם מתח מיתוג פועל על בסיס שונה לחלוטין מאשר הרגולטורים מתח ליניארי. במקום לפעול כמתח או הזרם הנוכחי כדי לספק פלט קבוע, ווסת מיתוג מאחסן אנרגיה ברמה מוגדרת ומשתמש במשוב כדי להבטיח את רמת המטען נשמרת עם אדווה מתח מינימלי. טכניקה זו מאפשרת לווסת המיתוג להיות הרבה יותר יעיל כי הרגולטור ליניארי על ידי הפיכת טרנזיסטור מלא על (עם התנגדות מינימלית) רק כאשר המעגל אחסון האנרגיה צריך פרץ של אנרגיה. זה מפחית את הכוח הכולל מבוזבז במערכת ההתנגדות של הטרנזיסטור במהלך המעבר כמו מעברים מן ביצוע (התנגדות נמוכה מאוד) כדי ניצח (שאינו עמיד מאוד) ואובדן מעגלים קטנים אחרים.

ככל שממיר מיתוג המיתוג מהיר יותר, פחות קיבולת האחסון באנרגיה היא צריכה לשמור על מתח המוצא הרצוי שמשמעותו שימוש במרכיבים קטנים יותר. עם זאת, העלות של מיתוג מהיר יותר הוא אובדן יעילות כמו זמן רב יותר הוא בילה המעבר בין ניהול ולא הולכה מדינות אשר אומר יותר כוח הוא איבד בשל חימום התנגדות.

תופעת לוואי נוספת של מיתוג מהיר יותר היא העלייה ברעש האלקטרוני שנוצר על ידי הווסת המיתוג. על ידי שימוש בטכניקות מיתוג שונות, ווסת מיתוג יכולה להוריד את מתח הקלט (טופולוגיה של באק), להגביר את המתח (להגביר את הטופולוגיה), או להקטין את שני המתחים או להגביר את המתח (הגדלה באק) לפי הצורך, לשמור על מתח המוצא הרצוי אשר הופכים את הווסתים למיתוג לבחירה מצוינת עבור יישומים רבים המופעלים באמצעות סוללות מאחר שווסת המיתוג יכולה להגביר או להגביר את מתח הקלט מהמצבר כאשר הסוללה מתרוקנת. זה מאפשר האלקטרוניקה להמשיך לתפקד הרבה מעבר לנקודה שבה הסוללה יכולה לספק ישירות את המתח הנכון עבור המעגל לעבוד.