Definicja i porównanie szeregowych i równoległych liniowych stabilizatorów napięcia

Liniowe regulatory napięcia są głównie klasyfikowane na regulatory szeregowe i równoległe. Kluczowa różnica między nimi polega na konfiguracji elementu kontrolnego: w regulatorze równoległym element kontrolny jest połączony równolegle do obciążenia, podczas gdy w regulatorze szeregowym element kontrolny jest połączony szeregowo z obciążeniem. Te dwa typy obwodów regulatora działają na różnych zasadach, mając swoje własne zalety i wady, które zostaną omówione w tym artykule.

Co to jest regulator napięcia?

Regulator napięcia to urządzenie zaprojektowane do utrzymania stałego napięcia wyjściowego, nawet przy zmianach prądu obciążenia lub napięcia wejściowego. Jest to kluczowy komponent w obwodach elektrycznych i elektronicznych, ponieważ zapewnia, że napięcie wyjściowe DC pozostaje w określonym zakresie, niezależnie od fluktuacji napięcia wejściowego lub prądu obciążenia.

W istocie, nienarowiony napięciem DC jest przekształcany w narowiony napięciem wyjściowym DC, tak aby napięcie wyjściowe nie ulegało znacznym wahaniom. Warto zauważyć, że element kontrolny jest kluczowym komponentem takich obwodów, a jego położenie różni się między dwoma typami regulatorów wymienionymi powyżej.

Definicja regulatora napięcia równoległego

Poniższy rysunek przedstawia regulator napięcia równoległy:

Z powyższego rysunka wynika, że element kontrolny jest połączony równolegle do obciążenia. Stąd pochodzi ta nazwa.

W tej konfiguracji, nienarowione napięcie wejściowe dostarcza prąd obciążenia. Jednak część prądu przepływa przez element kontrolny w gałęzi równoległej do obciążenia. To pomaga utrzymać stałe napięcie na obciążeniu. Gdy napięcie obciążenia w obwodzie ulega zmianie, sygnał zwrotny jest przekazywany do komparatora poprzez obwód próbkujący. Komparator porównuje sygnał zwrotny z zastosowanym sygnałem wejściowym. Powstająca różnica wskazuje ilość prądu, który musi przepłynąć przez element kontrolny, aby utrzymać napięcie obciążenia stałe.

Definicja regulatora napięcia szeregowego
Poniższy rysunek przedstawia regulator napięcia szeregowy:

Tutaj, element kontrolny jest połączony szeregowo z obciążeniem. Stąd pochodzi ta nazwa.

W regulatorze napięcia szeregowym, element kontrolny ma na celu kontrolowanie części napięcia wejściowego, która dociera do wyjścia. Działa on jako pośrednik między dostarczanym nienarowionym napięciem wejściowym a napięciem wyjściowym. Podobnie jak w przypadku regulatorów równoległych, ułamek wyjścia jest przekazywany do komparatora poprzez obwód próbkujący, gdzie sygnał referencyjny i sygnał zwrotny są porównywane. Następnie, na podstawie wyjścia z komparatora, generowany jest sygnał sterujący, który jest następnie przekazywany do elementu kontrolnego. Na tej podstawie napięcie obciążenia jest regulowane.

Podsumowanie
Stąd wynika, że zarówno regulator napięcia równoległy, jak i szeregowy są używane do regulacji napięcia. Jednak obecność elementu kontrolnego w ich odpowiednich obwodach prowadzi do różnic w sposobie działania tych obwodów.