تعریف و مقایسه تنظیم‌کنندگان ولتاژ موازی و سری خطی

تنظیم‌کننده‌های ولتاژ خطی عموماً به دو دسته تنظیم‌کننده‌های ولتاژ موازی و سری تقسیم‌بندی می‌شوند. تفاوت اصلی بین این دو در نحوه پیکربندی عناصر کنترلی آنها است: در تنظیم‌کننده ولتاژ موازی، عنصر کنترلی با بار به صورت موازی متصل می‌شود، در حالی که در تنظیم‌کننده ولتاژ سری، عنصر کنترلی با بار به صورت سری متصل می‌شود. این دو مدار تنظیم‌کننده بر اساس اصول عملکرد متفاوتی عمل می‌کنند، بنابراین هر یک از مزایا و معایب خاص خود برخوردار است که در این مقاله بررسی خواهد شد.

چیست تنظیم‌کننده ولتاژ؟

تنظیم‌کننده ولتاژ یک دستگاه طراحی شده برای حفظ ولتاژ خروجی ثابت حتی زمانی که تغییراتی در جریان بار یا ولتاژ ورودی وجود دارد. این یک مولفه 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، یک ولتاژ تغذیه DC غیرمنظم به یک ولتاژ خروجی DC منظم تبدیل می‌شود، به طوری که ولتاژ خروجی تغییرات قابل توجهی نشان ندهد. باید توجه داشت که عنصر کنترلی قطعه اصلی این مدارها است و محل قرارگیری آن در بین دو نوع تنظیم‌کننده ذکر شده متفاوت است.

تعریف تنظیم‌کننده ولتاژ موازی

شکل زیر تنظیم‌کننده ولتاژ موازی را نشان می‌دهد:

از شکل بالا مشهود است که عنصر کنترلی با بار به صورت موازی متصل شده است. بنابراین این نام را به خود اختصاص داده است.

در این ساختار، ولتاژ ورودی غیرمنظم جریان بار را تأمین می‌کند. اما 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 می‌کند، یک سیگنال بازخورد از طریق مدار نمونه‌برداری به مقایسه‌گر ارائه می‌شود. مقایسه‌گر سپس سیگنال بازخورد را با ورودی اعمال شده مقایسه می‌کند. تفاوت ناشی از این مقایسه مقدار جریانی که باید از طریق عنصر کنترلی جریان یابد تا ولتاژ بار ثابت بماند را نشان می‌دهد.

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

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

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

نتیجه‌گیری
بنابراین، از بحث فوق می‌توان نتیجه گرفت که هر دو تنظیم‌کننده ولتاژ موازی و سری برای تنظیم ولتاژ استفاده می‌شوند. اما وجود عنصر کنترلی در مدارهای مربوطه منجر به تفاوت‌هایی در نحوه عملکرد این مدارها می‌شود.