Regulátory napětí: Lineární, paralelní a dioda Zener

Co je regulace napětí

Regulátor napětí je elektronické nebo elektrické zařízení, které může udržovat napětí zdroje napětí v přijatelných mezích. Elektrické zařízení připojené k zdroji napětí by mělo být v určitém rozmezí, které je přijatelné pro připojené zařízení. Tento účel plní implementace regulátoru napětí.

Regulátor napětí – jak naznačuje název – reguluje napětí, bez ohledu na změny vstupního napětí nebo připojeného zatížení. Slouží jako ochrana před poškozením zařízení. Může regulovat jak střídavé, tak stejnosměrné napětí, podle své konstrukce.

Typy regulátorů napětí

Existují dva hlavní typy regulátorů napětí:

• Lineární regulátory napětí

• Přepínací regulátory napětí

Tyto lze dále klasifikovat do specifičtějších regulátorů napětí, jak je uvedeno níže.

Lineární regulátor napětí

Tento typ regulátoru napětí funguje jako dělič napětí. Používá tranzistor pole v ohmicém režimu. Stálý výstup se udržuje změnou odporu regulátoru napětí v závislosti na zatížení. Obecně jsou tyto typy regulátoru napětí dvou typů:

• Sériový regulátor napětí

• Paralelní regulátor napětí

Sériový regulátor napětí

Implementuje proměnný prvek umístěný v sérii s připojeným zatížením. Stálý výstup se udržuje změnou odporu tohoto prvku v závislosti na zatížení. Jsou to dva typy, které jsou popsány níže.

Sériový regulátor napětí s diskrétním tranzistorem

Z blokového diagramu vidíme, že neuregulovaný vstup je nejprve předán do regulátoru. Ten ovládá velikost vstupního napětí a předává ho na výstup. Tento výstup je předán do obvodu zpětné vazby. Je vzorkován vzorkovacím obvodem a předán do komparátoru. Tam je porovnán s referenčním napětím a vrácen zpět na výstup.

Zde komparátorový obvod poskytne kontrolní signál regulátoru, pokud dojde k zvýšení nebo snížení výstupního napětí. Regulátor tedy sníží nebo zvýší napětí do přijatelného rozmezí, aby bylo dosaženo stabilního výstupu.

Zenerova dioda jako regulátor napětí

Když se používá Zenerova dioda jako regulátor napětí, nazývá se to Zenerovo řízené série tranzistorového regulátoru napětí nebo emisní sledovací regulátor napětí. Zde je použit bipolární tranzistor (viz obrázek níže). Emitter a kolektorové terminály série tranzistoru použitého zde jsou v sérii vzhledem k zatížení. Proměnný prvek je tranzistor a Zenerova dioda poskytuje referenční napětí.

Paralelní regulátor napětí

Paralelní regulátor napětí poskytuje cestu, jak zabezpečit, aby zdrojové napětí dosahovalo země pomocí proměnného odporu. Od zatížení je proud odveden k zemi. Můžeme jednoduše říci, že tento regulátor může absorbovat proud a je méně efektivní než sériový regulátor napětí. Aplikace zahrnují zesilovače chyby, monitorování napětí, přesné limitory proudu atd. Jsou to dva typy, které jsou popsány níže.

Paralelní regulátor napětí s diskrétním tranzistorem