Регулатор на напрежението (50Hz или 60Hz)
Принцип на действие и конструктивни характеристики
Регулаторът на сетевото напрежение се използва главно за алтернативен ток с честота 50Hz (сетевата честота в повечето страни като Китай) или 60Hz (в някои страни като САЩ). Този тип регулатор обикновено работи по принципа на електромагнитната индукция, като най-често се използват индуктивни регулатори и автотрансформаторни регулатори. Индуктивният регулатор регулира изходното напрежение, като променя отношенията на броя витка на трансформатора. Автотрансформаторният регулатор използва превключване на отводки на автотрансформатора, за да постигне регулация на напрежението.
Тъй като е проектиран за фиксирана сетева честота, дизайнът и параметрите на вътрешните компоненти като ядро, витките и други са оптимизирани въз основа на електромагнитните характеристики при тази честота. Например, изборът на материала и размерите на ядрото на сетевия трансформатор трябва да вземат предвид хистерезисните загуби и завихрящите загуби при 50Hz или 60Hz, за да се осигури ефективна преобразуване на енергията и стабилно изходно напрежение.
Честотна адаптивност и ограничения
Регулаторите на сетевото напрежение имат много строги изисквания към честотата и могат да работят нормално само при условия, близки до проектиранията им честота (50Hz или 60Hz). Ако има голяма девиация в честотата на входния сетев ток, електромагнитната връзка в регулатора ще бъде разстроена, влияйки на ефекта на регулацията на напрежението. Например, ако входната честота се отклони до 40Hz или 70Hz, регулаторът може да не успее да регулира точно напрежението и дори може да се прекали и да се повреди.
Регулатор на високочестотно напрежение (диапазон kHz-MHz)
Принцип на действие и конструктивни характеристики
Регулаторите на високочестотно напрежение се използват главно в оборудване като високочестотни ключови блокове за доставка на енергия, а техните оперативни честоти обикновено са в диапазона от няколко хиляди герца до няколко мегахерца. Повечето от тези регулатори използват технологията на ключовите блокове за доставка на енергия, за да постигнат преобразуване и регулация на напрежението чрез бързо включване и изключване на високочестотни ключови транзистори (като MOSFET и др.). Например, в типичен високочестотен ключов регулатор, ключовата честота може да е 100kHz, а ключовият транзистор бързо комутира при тази честота, преобразувайки входното DC напрежение в високочестотно импулсно напрежение, което след това се преобразува в стабилно DC изходно напрежение чрез високочестотен трансформатор, выпрямител и филтър.
Количеството на високочестотен регулатор на напрежението е сравнително сложно и включва високочестотен трансформатор, пълзел за управление на ключовите транзистори, обратна връзка и контролна система и др. Високочестотните трансформатори работят при висока честота, а техният обем е много по-малък от този на сетевите трансформатори, тъй като работните характеристики на магнитното ядро при високи честоти позволяват използването на по-малък размер на магнитното ядро, за да се постигне същата ефективност на преобразуване на енергия.
Честотна адаптивност и ограничения
Високочестотните регулатори на напрежението имат определена адаптивност към промените в честотата, но имат и определени граници. В диапазона на своята проектирана висока честота, те могат да регулират ключовата честота, цикъла на работа и други параметри, за да се адаптират към промяната в входното напрежение, за да постигнат регулация на напрежението. Обаче, ако честотата надхвърли проектираната област, например, при регулатор, проектиран за 100kHz, честотата внезапно се увеличи до 1MHz, това може да доведе до рязко увеличение на ключовите загуби, електромагнитни интерференции и нестабилност на контролната система, което влияе на ефекта на регулацията на напрежението и нормалната работа на оборудването.
Широкополосен регулатор на напрежението
Принцип на действие и конструктивни характеристики
Широкополосните регулатори на напрежението са проектирани, за да постигнат регулация на напрежението в широк диапазон на честоти. Те обикновено използват хибридна технология, която комбинира някои характеристики на сетевите регулатори и високочестотните регулатори. Например, може да се използва технология на ключовите блокове за доставка на енергия с променлива честота, а към входа и изхода може да се добавят някои филтриращи и съвместими кола за различни честотни диапазони. В нискочестотните диапазони, може да се използват принципи, подобни на тези на сетевите регулатори, за да се осигури основна стабилност на напрежението; в високочестотните диапазони, те зависят повече от бързата регулационна способност на ключовите блокове за доставка на енергия.
Вътрешната кола на широкополосния регулатор на напрежението е по-сложна, затова електромагнитните и колеви характеристики при различни честоти трябва да бъдат комплексно оценени и оптимизирани. Например, филтриращата кола трябва да може да ефективно филтрира интерференционните сигнали в широк честотен диапазон, а контролната кола трябва да може да точно регулира стратегията за регулация на напрежението в зависимост от различните честотни входни сигнали.
Честотна адаптивност и ограничения
Въпреки че широкополосните регулатори на напрежението могат да работят в широк диапазон на честоти, те не са подходящи за всички честоти. Обикновено, широкополосните регулатори на напрежението могат да покриват диапазон от няколко Херца до няколко стотици килоХерца и повече, но могат да срещнат технически предизвикателства при изключително ниски честоти (например под няколко Херца) и изключително високи честоти (например над десетки мегаХерца). При изключително ниски честоти, може да се появят проблеми, подобни на тези, срещани при сетевите регулатори при ниски честоти, като намалена точност на стабилността на напрежението; при изключително високи честоти, може да се сблъскат с проблеми като ограничения на производителността на високочестотните компоненти и електромагнитна съвместимост.
