پاره‌ای و سریالی خطی تنظیم‌کننده‌های ولتاژ تعریف و مقایسه

خطی تنظیم‌کننده‌های ولتاژ به طور اصلی به دو گروه تقسیم می‌شوند: تنظیم‌کننده‌های ولتاژ موازی و تنظیم‌کننده‌های ولتاژ سری. تفاوت کلیدی بین این دو در پیکربندی عناصر کنترلی آنها است: در تنظیم‌کننده ولتاژ موازی، عنصر کنترلی با بار موازی متصل می‌شود، در حالی که در تنظیم‌کننده ولتاژ سری، عنصر کنترلی با بار سری متصل می‌شود. این دو مدار تنظیم‌کننده بر اساس اصول متفاوت عمل می‌کنند، بنابراین هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود هستند که در این مقاله بحث خواهد شد.

چیست تنظیم‌کننده ولتاژ؟

تنظیم‌کننده ولتاژ یک دستگاه طراحی شده برای حفظ ولتاژ خروجی ثابت حتی در صورت وجود تغییرات در جریان بار یا ولتاژ ورودی است. این یک مؤلفه ضروری در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی است، زیرا مطمئن می‌شود که ولتاژ خروجی DC در محدوده مشخصی باقی بماند و تحت تأثیر نوسانات ولتاژ ورودی یا جریان بار قرار نگیرد.

در واقع، ولتاژ تامین غیرمنظم DC به ولتاژ خروجی منظم DC تبدیل می‌شود، به گونه‌ای که ولتاژ خروجی نوسانات قابل توجهی نداشته باشد. مهم است ذکر شود که عنصر کنترلی هسته اصلی چنین مدارهایی است و مکان آن در بین دو نوع تنظیم‌کننده بالا متفاوت است.

تعریف تنظیم‌کننده ولتاژ موازی

شکل زیر تنظیم‌کننده ولتاژ موازی را نشان می‌دهد:

از شکل فوق مشخص است که عنصر کنترلی با بار موازی متصل شده است. بنابراین نام آن از اینجا گرفته شده است.

در این پیکربندی، ولتاژ ورودی غیرمنظم جریان بار را تامین می‌کند. با این حال، بخشی از جریان از طریق عنصر کنترلی در شاخه موازی با بار می‌گذرد. این کمک می‌کند تا ولتاژ ثابتی روی بار حفظ شود. هر زمان که ولتاژ بار در مدار تغییر کند، سیگنال بازخوردی از طریق مدار نمونه‌برداری به مقایسه‌گر ارائه می‌شود. مقایسه‌گر سپس سیگنال بازخوردی را با ورودی اعمال شده مقایسه می‌کند. تفاوت ناشی از این مقایسه مقدار جریانی را که باید از طریق عنصر کنترلی جریان یابد تا ولتاژ بار ثابت بماند، نشان می‌دهد.

تعریف تنظیم‌کننده ولتاژ سری
شکل زیر یک تنظیم‌کننده ولتاژ سری را نشان می‌دهد:

در اینجا، عنصر کنترلی با بار سری متصل شده است. بنابراین به آن تنظیم‌کننده ولتاژ سری گفته می‌شود.

در تنظیم‌کننده ولتاژ سری، عنصر کنترلی مسئول کنترل بخشی از ولتاژ ورودی است که به خروجی می‌رسد. بنابراین، به عنوان یک واسط بین ولتاژ ورودی غیرمنظم تامین شده و ولتاژ خروجی عمل می‌کند. مشابه با تنظیم‌کننده‌های موازی، بخشی از خروجی از طریق یک مدار نمونه‌برداری به مقایسه‌گر بازخورد می‌یابد، جایی که ورودی مرجع و سیگنال بازخوردی مقایسه می‌شوند. سپس بر اساس خروجی مقایسه‌گر، یک سیگنال کنترلی تولید می‌شود و به عنصر کنترلی تحویل داده می‌شود. بر این اساس، ولتاژ بار تنظیم می‌شود.

نتیجه‌گیری
بنابراین، از بحث فوق می‌توان نتیجه گرفت که هم تنظیم‌کننده‌های ولتاژ موازی و هم سری برای تنظیم ولتاژ استفاده می‌شوند. با این حال، حضور عنصر کنترلی در مدارهای مربوطه منجر به تفاوت در نحوه عملکرد مدارها می‌شود.