Rinnakkaisten ja sarjallisten lineaariregulaattorien määritelmä ja vertailu

Lineaariset jännitevakauttimet jaetaan pääasiassa rinnakkaissijoitettuihin jännitevakauttimiin (shunt voltage regulators) ja sarjatiedoitetuihin jännitevakauttimiin (series voltage regulators). Näiden kahden vahvistimen tärkein ero on niiden ohjauskomponenttien asettelussa: rinnakkaissijoitetussa jännitevakauttimessa ohjauskomponentti on kytketty rinnakkain kuormaan, kun taas sarjatiedoitetussa jännitevakauttimessa ohjauskomponentti on kytketty sarjatiedoituksi kuormaan. Nämä kaksi vahvistinkeskusta toimivat eri periaatteilla, joten kukin niistä omaa omia etujaan ja haittojaan, joita käsitellään tässä artikkelissa.

Mikä on jännitevakautin?

Jännitevakautin on laite, joka on suunniteltu ylläpitämään vakio jännite ulostuloon vaikka kuorman virta- tai syöttöjännitteessä olisi vaihteluita. Se on olennainen komponentti sähköisissä ja elektronisissa piireissä, sillä se varmistaa, että DC-ulostulon jännite pysyy määritetyssä rajassa, vaikka syöttöjännitteessä tai kuorman virrassa olisi heilahteluja.

Perustavalti ottaen säännöstelemätön DC-syöttöjännite muutetaan säännölliseksi DC-ulostuloksi, jolloin ulostulojännitteessä ei ole merkittäviä vaihteluja. On tärkeää huomioida, että ohjauskomponentti on näiden piirien ydinosa, ja sen paikka eroaa edellä mainituissa kahdessa vahvistintyypissä.

Rinnakkaissijoitetun jännitevakauttimen määritelmä

Alla oleva kuva näyttää rinnakkaissijoitetun jännitevakauttimen:

Yllä olevasta kuvasta on selvää, että ohjauskomponentti on kytketty rinnakkain kuormaan. Siksi se saa tämän nimen.

Tässä asettelussa säännöstelemätön syöttöjännite tarjoaa kuorman virran. Kuitenkin osa virtasta kulkee ohjauskomponentin läpi rinnakkaista kuormaan olevassa haarassa. Tämä auttaa ylläpitämään vakio jännite kuormassa. Aina kun kuorman jännite piirissä muuttuu, palautusvirta annetaan vertailijalle näytepiirin kautta. Vertailija sitten vertailee palautusvirran syötettyyn signaaliin. Tuloksena oleva ero osoittaa, kuinka paljon virtaa pitää kulkea ohjauskomponentin läpi, jotta kuorman jännite pysyy vakiona.

Sarjatiedoitetun jännitevakauttimen määritelmä
Alla oleva kuva esittää sarjatiedoitetun jännitevakauttimen:

Tässä ohjauskomponentti on kytketty sarjatiedoituksi kuormaan. Siksi sitä kutsutaan sarjatiedoitetuksi jännitevakautimeksi.

Sarjatiedoitetussa jännitevakauttimessa ohjauskomponentin tehtävä on hallita osaa syöttöjännitteestä, joka tulee ulostuloon. Näin se toimii välittäjänä säännöstelemättömän syöttöjännitteen ja ulostulon välillä. Samalla tavoin kuin rinnakkaissijoitetuissa vahvistimissa, osa ulostulosta annetaan palautusvirrana vertailijalle näytepiirin kautta, jossa vertailija vertailee viitereputtuun ja palautusvirran. Sen jälkeen vertailijan tuloksen perusteella luodaan ohjaussignaali, joka annetaan ohjauskomponentille. Tällä perusteella kuorman jännite säädellään.

Yhteenveto
Näin ollen yllä oleva keskustelu päättyy siihen, että sekä rinnakkaissijoitetut että sarjatiedoitetut jännitevakautimet käytetään jännitteen säätelyyn. Kuitenkin ohjauskomponentin läsnäolo niiden vastaavissa piireissä johtaa eroihin siihen, miten piirit toimivat.