Jänniteohjaimet: Lineaariset, rinnakkaissulkeutuvat ja Zener-diodit

Mikä on jänniteohjainta

Jänniteohjain on sähköinen tai elektroniikkalaitte, joka voi ylläpitää jännitettä sopivissa rajoissa. Sähkölaitteet, jotka on kytketty jännitelähdeeseen, pitävät huolta siitä, että jännite pysyy tietyssä arvossa. Jännitteen tulee olla tietyssä suhteessa, joka on hyväksyttävä kytkettyjen laitteiden kannalta. Tämän tarkoituksen täyttää jänniteohjain.

Jänniteohjain – kuten nimi viittaa – ohjaa jännitettä riippumatta syöttöjännitteen muutoksista tai kytkettyä kuormaa. Se toimii suojana laitteille vahingoilta. Se voi ohjata sekä vaihto- että jatkuvajännitettä sen suunnittelusta riippuen.

Jänniteohjainten tyypit

On kaksi pääasialista jänniteohjaintyyppeä:

• Lineaarinen jänniteohjain

• Vaihtokappalejänniteohjain

Nämä voidaan edelleen luokitella tarkemmin erityisemmiksi jänniteohjaimiksi, kuten alla käsitellään.

Lineaarinen jänniteohjain

Tämä jänniteohjaintyyppi toimii jännitejaakon tavoin. Se käyttää FET:tä ohmalla alueella. Vakaa ulostulo säilytetään vaihtamalla jänniteohjaimen resistanssia kuorman mukaan. Yleensä nämä jänniteohjaimet ovat kahta tyyppiä:

• Sarjajänniteohjain

• Rinnakkaisjänniteohjain

Sarjajänniteohjain

Se toteuttaa muuttuvan elementin, joka on sarjassa kytkettyyn kuormaan. Vakaa ulostulo säilytetään vaihtamalla tämän elementin resistanssia kuorman mukaan. Ne ovat kahdesta tyyppiä, joita käsitellään alla.

Erikoistransistorin sarjajänniteohjain

Tässä lohkudiagrammista näemme, että säätelemättömästä syötteestä ensin syötetään kontrolleriin. Se itse asiassa ohjaa syötejännitteen suuruutta ja antaa sen ulostulolle. Tämä ulostulo annetaan palautuskytkentälle. Siitä se otetaan näytteeksi näytteistyskytkennällä ja annetaan vertailijalle. Siellä se verrataan viitejännitteeseen ja annetaan takaisin ulostulolle.

Tässä vertailijakirjitus antaa ohjaussignaalin kontrollerille, kun ulostulon jännite kasvaa tai vähenee. Näin kontrolleri vähentää tai lisää jännitettä hyväksyttävään rajamaaraan, jotta vakio jännite saadaan ulostuloksi.

Zener-diode jänniteohjaina

Kun Zener-diode käytetään jänniteohjaimena, sitä kutsutaan Zener-ohjatun transistorsarjajänniteohjaimiksi tai emittiivipura-jänniteohjaimiksi. Tässä käytetty transistori on emittiivipura (katso alla oleva kuva). Sarjakytkennässä olevan transistorin emittiivi- ja kerrostermit ovat sarjassa kuormaan. Muuttuva elementti on transistori ja Zener-diode tarjoaa viitejännitteen.

Rinnakkaisjänniteohjain

Rinnakkaisjänniteohjain tarjoaa keinon, jolla virta voidaan johtaa maahan muuttuvalla resistanssilla. Kuormasta virta ohjataan pois kuormasta maahan. Voimme sanoa, että tämä ohjain voi imottaa virtaa, ja se on vähemmän tehokas kuin sarjajänniteohjain. Sovelluksiin kuuluvat virheverstukset, jännitteen valvonta, tarkkuusvirtarajoittimet jne. Ne ovat kahdesta tyyppiä, joita käsitellään alla.

Erikoistransistorin rinnakkaisjänniteohjain

Tässä virta ohjataan pois kuormasta. Kontrolleri ohjaa osan koko virtasta, joka on kehitetty säätelemättömästä syötteestä, jota annetaan kuormalle. Jännitteen sääntely tapahtuu kuorman päällä.