Definizione e confronto tra regolatori di tensione shunt e serie lineari

I regolatori di tensione lineari sono principalmente classificati in regolatori di tensione shunt e regolatori di tensione in serie. La differenza chiave tra i due sta nella configurazione degli elementi di controllo: nel regolatore di tensione shunt, l'elemento di controllo è connesso in parallelo al carico, mentre nel regolatore di tensione in serie, l'elemento di controllo è connesso in serie al carico. Questi due circuiti regolatori operano su principi distinti, ognuno con i propri vantaggi e svantaggi, che saranno discussi in questo articolo.

Cos'è un Regolatore di Tensione?

Un regolatore di tensione è un dispositivo progettato per mantenere una tensione di uscita costante anche quando ci sono variazioni nella corrente di carico o nella tensione di ingresso. È un componente essenziale nei circuiti elettrici ed elettronici, poiché assicura che la tensione di uscita continua rimanga entro un intervallo specificato, indipendentemente dalle fluttuazioni della tensione di ingresso o della corrente di carico.

In sostanza, una tensione di alimentazione continua non regolata viene convertita in una tensione di uscita continua regolata, in modo che la tensione di uscita non presenti variazioni significative. È importante notare che l'elemento di controllo è il componente centrale di tali circuiti, e la sua posizione varia tra i due tipi di regolatori menzionati sopra.

Definizione del Regolatore di Tensione Shunt

La figura sottostante mostra il regolatore di tensione shunt:

Dalla figura sopra, risulta evidente che l'elemento di controllo è connesso in parallelo al carico. Da qui deriva il suo nome.

In questa configurazione, la tensione di ingresso non regolata fornisce la corrente al carico. Tuttavia, una parte della corrente scorre attraverso l'elemento di controllo nel ramo parallelo al carico. Questo aiuta a mantenere costante la tensione sul carico. Ogni volta che la tensione sul carico nel circuito cambia, un segnale di retroazione viene fornito al comparatore tramite il circuito di campionamento. Il comparatore confronta quindi il segnale di retroazione con l'ingresso applicato. La differenza risultante indica l'ammontare di corrente che deve scorrere attraverso l'elemento di controllo per mantenere costante la tensione sul carico.

Definizione del Regolatore di Tensione in Serie
La figura sottostante rappresenta un regolatore di tensione in serie:

Qui, l'elemento di controllo è connesso in serie al carico. Da qui deriva il suo nome, regolatore di tensione in serie.

In un regolatore di tensione in serie, l'elemento di controllo è incaricato di controllare la porzione della tensione di ingresso che raggiunge l'uscita. Pertanto, agisce come intermediario tra la tensione di ingresso non regolata fornita e la tensione di uscita. Similmente ai regolatori shunt, una frazione dell'uscita viene inviata al comparatore tramite un circuito di campionamento, dove l'ingresso di riferimento e il segnale di retroazione vengono confrontati. Successivamente, in base all'uscita del comparatore, viene generato un segnale di controllo e ulteriormente fornito all'elemento di controllo. È su questa base che la tensione sul carico viene regolata.

Conclusione
Pertanto, la discussione sopra conclude che sia i regolatori di tensione shunt che quelli in serie vengono utilizzati per la regolazione della tensione. Tuttavia, la presenza dell'elemento di controllo nei loro rispettivi circuiti porta a differenze in come i circuiti operano.