Регулятори напруги: лінійні, паралельні та діоди Зенера

Поле: Основи електротехніки

China

Що таке регулювання напруги

Регулятор напруги — це електронний або електричний пристрій, який може підтримувати напругу живлення в допустимих межах. Електричне обладнання, підключене до джерела напруги, повинно бути в змозі витримувати значення напруги. Напруга джерела повинна бути в певному діапазоні, прийнятному для підключених пристроїв. Ця мета досягається за допомогою використання регулятора напруги.

Регулятор напруги, як вказує його назва, регулює напругу, незалежно від змін вхідної напруги або підключеної навантаженості. Він працює як захист для запобігання пошкодження пристроїв. Регулятор може регулювати как пряму, так и чергову напругу, залежно від його конструкції.

Типи регуляторів напруги

Існує два основних типи регуляторів напруги:

Лінійні регулятори напруги
Імпульсні регулятори напруги

Ці типи можуть бути поділені на більш специфічні регулятори напруги, як описано нижче.

Лінійний регулятор напруги

Цей тип регулятора напруги працює як подільник напруги. Він використовує ПТЗ у Омівському режимі. Стабільний вихід підтримується шляхом зміни опору регулятора напруги відносно навантаженості. Загалом, ці типи регуляторів напруги поділяються на два види:

Серійний регулятор напруги
Шунт-регулятор напруги

Серійний регулятор напруги

Він реалізує змінний елемент, розташований в серії з підключеним навантаженням. Стабільний вихід підтримується шляхом зміни опору цього елемента відносно навантаження. Існують два типи, які описані нижче.

Дискретний транзисторний серійний регулятор напруги

З блок-схеми ми бачимо, що нерегульоване входження спочатку подається на контролер. Він фактично контролює величину входної напруги і передає її на вихід. Цей вихід подається на циркуйт зворотного зв'язку. Він пробірковий і подається на компаратор. Там він порівнюється з референтною напругою і повертається назад на вихід.

Компаратор буде надавати керуючий сигнал контролеру, коли відбудеться збільшення або зменшення вихідної напруги. Таким чином, контролер зменшить або збільшить напругу до прийнятного діапазону, щоб отримати стабільну напругу на виході.

Діод Зенера як регулятор напруги

Коли діод Зенера використовується як регулятор напруги, він називається діодом Зенера, контролюємим транзисторним серійним регулятором напруги або регулятором напруги зі зворотним повторителем. Тут, використовується транзистор зі зворотним повторителем (див. малюнок нижче). Колекторні та емітерні термінали серійного транзистора, використовуваного тут, розташовані в серії відносно навантаження. Змінний елемент — це транзистор, а діод Зенера забезпечує референтну напругу.

Шунт-регулятор напруги

Шунт-регулятор напруги забезпечує шлях від напруги живлення до землі за допомогою змінної опори. Від навантаження струм відводиться до землі. Ми можемо просто сказати, що цей регулятор може поглинати струм і він менш ефективний порівняно з серійним регулятором напруги. Примінення включає підсилювачі помилок, моніторинг напруги, прецизійні обмежувачі струму тощо. Існують два типи, які описані нижче.