Regulador ng Voltage: Linear, Shunt, at Zener Diode

Ano ang Voltage Regulation

Ang isang voltage regulator ay isang elektronikong o kagamitang pangkuryente na kayang mapanatili ang voltage ng suplay ng kuryente sa loob ng angkop na limitasyon. Dapat matiis ng mga kagamitang pangkuryente na konektado sa pinagmumulan ng voltage ang halaga ng voltage. Ang pinagmulang voltage ay dapat nasa tiyak na saklaw na katanggap-tanggap para sa mga nakakabit na kagamitan. Ginagawa ito sa pamamagitan ng paglalagay ng isang voltage regulator.

Ang isang voltage regulator – gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan – ay nagreregula ng voltage, anuman ang mga pagbabago sa input voltage o sa nakakabit na karga. Gumagana ito bilang pananggalang para sa mga depekto mula sa pinsala. Maaari nitong iregula ang parehong AC o DC voltages, depende sa disenyo nito.

Mga Uri ng Voltage Regulator

Mayroong dalawang pangunahing uri ng mga voltage regulator na magagamit:

• Linear Voltage Regulators

• Switching Voltage Regulators

Maaaring higit pang iuri ang mga ito sa mas tiyak na mga voltage regulator, tulad ng talakayin sa ibaba.

Linear Voltage Regulator

Uri ng voltage regulator na ito ay gumagana bilang isang voltage divider. Ito ay gumagamit ng FET sa rehiyon ng Ohmic. Ang matatag na output ay napapanatili sa pamamagitan ng pagbabago ng resistance ng voltage regulator batay sa load. Karaniwan, ang mga uri ng voltage regulator na ito ay may dalawang uri:

• Series voltage regulator

• Shunt voltage regulator

Series Voltage Regulator

Ito ay naglalapat ng isang variable element na naka-posisyon sa serye kasama ang konektadong load. Ang matatag na output ay napapanatili sa pamamagitan ng pagbabago ng resistance ng elemento na ito batay sa load. Sila ay may dalawang uri na ipinapaliwanag sa ibaba.

Discrete Transistor Series Voltage Regulator

Dito mula sa block diagram, makikita natin na ang unregulated input ay una paunang ibinibigay sa isang controller. Ito ay talagang kontrolado ang magnitude ng input voltage at ibinibigay sa output. Ang output na ito ay ibinibigay sa feedback circuit. Ito ay samplado ng sampling circuit at ibinibigay sa comparator. Doon ito icocompare sa reference voltage at ibabalik sa output.

Dito, ang comparator circuit ay magbibigay ng control signal sa controller kung kapag may pagtaas o pagbaba sa output voltage. Kaya, ang controller ay bawasan o dagdagan ang voltage sa tanggap na range upang matiyak na ang sustained voltage ay makakuha bilang output.

Diode Zener bilang Regulator ng Voltaje

Kapag ang diode Zener ay ginagamit bilang isang regulator ng voltaje, ito ay kilala bilang isang transistor na pinamamahalaan ng Zener o isang emitter follower voltage regulator. Dito, ang transistor na ginagamit ay isang emitter follower (tingnan ang larawan sa ibaba). Ang emitter at collector terminals ng serye ng transistor na ginagamit dito ay nasa serye sa pagkakasunod-sunod ng load. Ang variable element ay isang transistor at ang diode Zener ay magbibigay ng reference voltage.

Shunt Voltage Regulator

Ang shunt voltage regulator ay nagbibigay ng paraan upang ang supply voltage ay makarating sa lupa sa tulong ng variable resistance. Mula sa load, ang current ay iniiwasan mula sa load patungo sa lupa. Mas madali nating masasabi na ang regulator na ito ay maaaring umabsorb ng current at ito ay mas kaunti ang efficiency kumpara sa series voltage regulator. Ang mga aplikasyon ay kasama ang error amplifiers, voltage monitoring, precision current limiters, atbp. Mayroon itong dalawang uri na ipinapaliwanag sa ibaba.

Discrete Transistor Shunt Voltage Regulator

Dito, ang kasalukuyang kuryente ay inililipat mula sa load. Ang controller ay ililipat ang bahagi ng kabuuang kuryente na nabuo ng hindi nareguladong input na ibinibigay sa load. Ang regulasyon ng voltaje ay nangyayari sa buong load.

Dito, ang komparator circuit ay magbibigay ng kontrol signal sa controller kapag may pagtaas o pagbaba ng output voltage dahil sa pagbabago ng load. Kaya, ang controller ay ililipat ang sobrang kuryente mula sa load upang makamit ang sustenadong output voltage.

Zener Controlled Transistor Shunt Voltage Regulator

Dito, ang hindi nareguladong voltaje ay direktang proporsyonal sa voltage drop na nangyayari sa serye ng resistansiya. Ang voltage drop na ito ay kaugnay ng kuryente na ibinibigay sa load. Ang output voltage ay kaugnay ng transistor base emitter voltage (VBE) at ang Zener diode.

Regolador ng Tensyon sa Pag-switch

Ang regolador na ito ay mabilis na nagsaswitch ng isang aparato sa serye upang i-on at i-off. Tulad ng mga linear na regolador, may nakalakip na mekanismo ng feedback dito upang kontrolin ang dami ng kargang inililipad sa load. Ang dami na ito ay itinakda bilang ang duty cycle ng switch. Maaaring mas mataas ang output voltage o ang polarity ng output ay maaaring magkaiba sa input gamit ang regolador ng tensyon na ito.

Ito ay isang napakataas na epektibong regolador ng tensyon. May tatlong iba't ibang uri: step-up voltage regulator, buck voltage regulator, at boost/buck voltage regulator. Ang pinakasimpleng circuit diagram ng isang switching voltage regulator ay ipinapakita sa ibaba.

Pamamahala ng Voltage Regulators

Ang mga aplikasyon para sa voltage regulators ay kinabibilangan ng:

• Sistema ng pagdistribute ng kuryente

• Alternator ng kotse

• Plantang generator ng power station

• Suplay ng kuryente ng kompyuter

Source: Electrical4u.

Statement: Respeto ang orihinal na mga artikulo na karapat-dapat ibahagi, kung mayroong pagsasamantalang copyright mangyaring makipag-ugnayan upang ito ay mawala.