الفرق بين مُنظِّم التيار المنخفض ومُنظِّم التيار المرتفع
وظيفة واتجاه الجهد الخرج
منظم الجهد التخفيضي
الوظيفة الرئيسية لمنظم الجهد التخفيضي هي تقليل الجهد المدخل الأعلى إلى جهد خرج مستقر أقل. على سبيل المثال، يتم تحويل الجهد المدخل الشائع 12 فولت DC إلى جهد خرج مستقر 5 فولت أو 3.3 فولت لتلبية احتياجات تغذية الجهد المنخفض مثل شواحن الهواتف المحمولة وبعض الشرائح على اللوحة الأم للحاسوب.
منظم الجهد الرافع
منظم الجهد الرافع هو لزيادة الجهد المدخل الأدنى إلى جهد خرج مستقر أعلى. على سبيل المثال، في بعض الأجهزة التي تستخدم بطاريات جافة واحدة أو متعددة (1.5 فولت أو 3 فولت وما إلى ذلك) لتوفير الطاقة، يمكن رفع الجهد إلى 5 فولت، 9 فولت، وما إلى ذلك، من خلال منظم الجهد الرافع، وذلك لتزويد الدوائر أو الأجهزة التي تتطلب جهودًا أعلى، مثل السماعات المحمولة وبعض أجهزة القياس اليدوية.
بنية الدائرة ومبدأ العمل
منظم الجهد التخفيضي
البنية الأساسية للدائرة: يستخدم المنظم التخفيضي الشائع بنية المحول التخفيضي. يتكون بشكل أساسي من أنابيب التبديل القوية (مثل MOSFET)، والملفات، والمكثفات، والديودات، ودوائر التحكم.
مبدأ العمل: عندما يكون أنبوب التبديل مفتوحًا، يقوم الجهد المدخل بشحن الملف، ويصعد تيار الملف بشكل خطي، وفي هذه الأثناء يكون الديود مقفلًا عكسياً، وتزود الحمل بالطاقة بواسطة المكثف؛ عندما يتم قطع أنبوب التبديل، ينتج الملف كهرباء عكسية، والتي تزود المكثف والحمل بالطاقة عبر الديود، ويقل تيار الملف بشكل خطي. عن طريق التحكم في وقت الفتح والإغلاق (نسبة الدورة) لأنبوب التبديل، يتم ضبط الجهد الخرج ليظل ثابتًا.
منظم الجهد الرافع
البنية الأساسية للدائرة: غالبًا ما تستخدم بنية المحول الرافع، وتشمل أيضًا أنابيب التبديل القوية، والملفات، والمكثفات، والديودات، ودوائر التحكم.
مبدأ العمل: عندما يكون أنبوب التبديل مفتوحًا، يُضاف الجهد المدخل إلى طرفي الملف، ويصعد تيار الملف بشكل خطي، وفي هذه الأثناء يكون الديود مقفلًا، ويتم تصريف المكثف إلى الحمل لحفظ الجهد الخرج؛ عندما يكون أنبوب التبديل مغلقًا، يتم دمج الكهرباء العكسية التي يولدها الملف مع الجهد المدخل، ويتم شحن المكثف عبر الديود وتزويد الحمل بالطاقة. عن طريق تعديل وقت الفتح والإغلاق (نسبة الدورة) لأنبوب التبديل، يمكن رفع الجهد الخرج واستقراره.
سيناريو التطبيق
منظم الجهد التخفيضي
أجهزة الإلكترونيات الاستهلاكية: تستخدم على نطاق واسع في الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية والحواسيب المحمولة وغيرها. معظم الشرائح ووحدات الدائرة داخل هذه الأجهزة تتطلب مجموعة متنوعة من مستويات الجهد المنخفض لتغذية الطاقة، والجهد المدخل للأجهزة (مثل جهد بطارية الليثيوم أو جهد محول خارجي) نسبيًا مرتفع، ومن الضروري استخدام منظم الجهد التخفيضي لتلبية متطلبات الجهد المختلفة للمركبات.
محول الطاقة: يستخدم لتحويل التيار الكهربائي الرئيسي إلى جهد خرج DC أقل، مثل التيار الكهربائي الرئيسي الشائع 220 فولت AC إلى جهد 5 فولت، 9 فولت، 12 فولت DC، لتزويد الهواتف المحمولة وأجهزة الرواتر وغيرها من الأجهزة بالشحن أو الطاقة.
منظم الجهد الرافع
الأجهزة المحمولة: للأجهزة المحمولة التي تعمل ببطاريات ذات جهد منخفض (مثل البطاريات الجافة، البطاريات الزرية)، تستخدم عندما تحتاج بعض المركبات في الجهاز إلى جهد أعلى. على سبيل المثال، بعض أضواء الفلاش التي تعمل ببطارية جافة واحدة بجهد 1.5 فولت ترفع الجهد إلى 3 فولت أو أعلى باستخدام منظم الجهد الرافع لتوفير إضاءة أكثر سطوعًا.
نظام الطاقة المتجددة: في نظام توليد الكهرباء من الطاقة الشمسية، عندما يكون جهد خرج الخلية الشمسية منخفضًا عند شدة الضوء المنخفضة، يمكن لمنظم الجهد الرافع رفع الجهد المنخفض إلى مستوى جهد مناسب للدوائر اللاحقة (مثل المغيرات) لتحسين كفاءة استخدام الطاقة الشمسية.
خصائص الكفاءة
منظم الجهد التخفيضي
خلال عملية التخفيض، تكون كفاءة منظم الجهد التخفيضي مرتبطة بفرق الجهد بين المدخل والمخرج، وتيار الحمل، وأداء مكونات الدائرة والعوامل الأخرى. عمومًا، عندما يكون فرق الجهد بين المدخل والمخرج صغيرًا، تكون الكفاءة منخفضة نسبيًا في حالة الحمل الخفيف (تيار الحمل الصغير)، وسيتحسن الكفاءة مع زيادة تيار الحمل. ومع ذلك، إذا كان فرق الجهد بين المدخل والمخرج كبيرًا جدًا، ستقل الكفاءة أيضًا بسبب تأثير فقدان الطاقة (بشكل أساسي فقدان المكونات مثل أنابيب التبديل والملفات).
منظم الجهد الرافع
تأثر كفاءة منظم الجهد الرافع بعدة عوامل أيضًا. لأنه أثناء عملية الرفع، يحتاج الملف إلى تخزين المزيد من الطاقة لرفع الجهد، وللديود سيكون هناك فقد طاقة معين أثناء القطع العكسي، لذا في حالة الجهد المدخل المنخفض، والجهد المخرج العالي، والحمل الثقيل (تيار الحمل الكبير)، قد تتأثر الكفاءة بشكل كبير، ولكن مع تطور التكنولوجيا، يتم تحسين كفاءة المنظمات الرافعة الجديدة باستمرار.
