Parallell og serie lineære spændingsregulatører Definition og sammenligning

Lineære spændingsregulatører er hovedsageligt inddelede i shunt-spændingsregulatører og serie-spændingsregulatører. Den afgørende forskel mellem de to ligger i deres kontrolelementkonfigurationer: i en shunt-spændingsregulatør er kontrolelementet forbundet parallel med lasten, mens i en serie-spændingsregulatør er kontrolelementet forbundet i serie med lasten. Disse to regulatørcirkuitarbejder på forskellige principper, hvilket giver hver af dem deres egne fordele og ulemper, som vil blive diskuteret i denne artikel.

Hvad er en spændingsregulatør?

En spændingsregulatør er en enhed, der er designet til at opretholde en konstant udgangsspænding, selv når der er variationer i laststrøm eller indgangsspænding. Det er en afgørende komponent i elektriske og elektroniske kredsløb, da den sikrer, at DC-udgangsspændingen forbliver inden for et angivet område, uafhængigt af fluctuationer i indgangsspænding eller laststrøm.

Essentielt set bliver en ureguleret DC-forsyningsspænding konverteret til en reguleret DC-udgangsspænding, således at udgangsspændingen ikke viser betydelige variationer. Det er vigtigt at bemærke, at kontrolelementet er det kernekomponent i sådanne kredsløb, og dets placering varierer mellem de to typer regulatører, der er nævnt ovenfor.

Definition af shunt-spændingsregulatør

Figuur nedenfor viser shunt-spændingsregulatøren:

Ud fra figuren ovenfor er det tydeligt, at kontrolelementet er forbundet parallel med lasten. Derfor får den dette navn.

I denne opsætning leverer den uregulerede indgangsspænding laststrømmen. Dog strømmer en del af strømmen gennem kontrolelementet i grenen, der er parallel med lasten. Dette hjælper med at opretholde en konstant spænding over lasten. Når lastspændingen i kredsløbet ændres, gives et feedbacksignal til sammenligningen via prøvekredsløbet. Sammenlignerens sammenligner derefter feedbacksignalet med det anvendte input. Den resulterende forskel indikerer mængden af strøm, der skal strømme gennem kontrolelementet for at holde lastspændingen konstant.

Definition af serie-spændingsregulatør
Figuur nedenfor repræsenterer en serie-spændingsregulatør:

Her er kontrolelementet forbundet i serie med lasten. Derfor er den kendt som serie-spændingsregulatør.

I en serie-spændingsregulatør har kontrolelementet til opgave at kontrollere den del af indgangsspændingen, der når ud til udgangen. Således fungerer det som en mellemmand mellem den fornede uregulerede indgangsspænding og udgangsspændingen. Ligesom ved shunt-regulatører fødes en fraktion af udgangen tilbage til sammenligningen via et prøvekredsløb, hvor referenceindgangen og feedbacksignalet sammenlignes. Derefter genereres baseret på udgangen fra sammenligner en kontrolsignal, der yderligere leveres til kontrolelementet. Det er på denne grundlag, at lastspændingen reguleres.

Konklusion
Dermed konkluderer ovenstående diskussion, at både shunt- og serie-spændingsregulatører bruges til spændingsregulering. Imidlertid fører tilstedeværelsen af kontrolelementet i deres respektive kredsløb til forskelle i, hvordan kredsløben fungerer.