Parallella och seriebaserade linjära spänningsregulatorer Definition och jämförelse

Linjära spänningsregulatorer indelas huvudsakligen i parallellspänningsregulatorer och serie-spänningsregulatorer. Den viktigaste skillnaden mellan de två ligger i deras styrelementkonfiguration: i en parallellspänningsregulator är styrelementet anslutet parallellt med belastningen, medan i en serie-spänningsregulator är styrelementet anslutet i serie med belastningen. Dessa två regulatorcirkuiters funktionsprinciper skiljer sig åt, vilket ger varje typ sina egna fördelar och nackdelar, vilka kommer att diskuteras i denna artikel.

Vad är en spänningsregulator?

En spänningsregulator är en enhet utformad för att upprätthålla en konstant utgångsspänning även vid variationer i belastningsström eller ingångsspänning. Det är en viktig komponent i elektriska och elektroniska kretsar, eftersom den säkerställer att den likströmsutgångsspänningen hålls inom ett angivet intervall, oberoende av svängningar i ingångsspänning eller belastningsström.

I grunden omvandlas en oregerlerad likströmsförsörjning till en reglerad likströmsutgångsspänning, så att utgångsspänningen inte visar betydande variationer. Det är viktigt att notera att styrelementet är den centrala komponenten i dessa kretsar, och dess placering skiljer sig mellan de båda typerna av regulatorer som nämns ovan.

Definition av parallellspänningsregulator

Figuren nedan visar parallellspänningsregulator:

Av figuren framgår det att styrelementet är anslutet parallellt med belastningen. Därav får den sitt namn.

I detta uppdrag levererar den oregerlerade ingångsspänningen belastningsströmmen. En del av strömmen går dock genom styrelementet i grenen parallell med belastningen. Detta hjälper till att bibehålla en konstant spänning över belastningen. När belastningsspänningen i kretsen ändras ges ett feedbacksignal till jämföraren via mätningen. Jämföraren jämför sedan feedbacksignalet med det applicerade ingångssignal. Det resulterande differensen anger hur mycket ström som behöver gå genom styrelementet för att hålla belastningsspänningen konstant.

Definition av serie-spänningsregulator
Figuren nedan representerar en serie-spänningsregulator:

Här är styrelementet anslutet i serie med belastningen. Därav kallas den serie-spänningsregulator.

I en serie-spänningsregulator har styrelementet i uppdrag att kontrollera den del av ingångsspänningen som når utgången. På så sätt agerar det som en mellanhandsman mellan den levererade oregerlerade ingångsspänningen och utgångsspänningen. Liksom i parallellregulatorer matas en del av utgången tillbaka till jämföraren via en mätning, där referensingång och feedbacksignal jämförs. Sedan genereras en styrsignal baserat på jämförarens utgång, som ytterligare matas till styrelementet. Det är på denna grund som belastningsspänningen regleras.

Slutsats
Således visar ovanstående diskussion att både parallell- och serie-spänningsregulatorer används för spänningsreglering. Emellertid leder närvaron av styrelementet i deras respektive kretsar till skillnader i hur kretsarna fungerar.